一种光固化梯度骨粉打印机

本发明属于3d打印领域，具体涉及一种光固化梯度骨粉打印机。

背景技术：

1、随着光固化3d打印技术的发展，出现了众多针对可植入体的打印方法及其设备，面向的应用诸如种植骨、种植牙、牙冠、骨导板、皮肤、角膜等替代物等。然而天然组织的组成是由不同模量多种材料分区域/层组成的，尤其是针对例如带有软组织、硬组织的复杂结构。现有光固化3d打印对于材料的均匀性要求较高，多材料打印也仅限于多种均质液体或浆料打印，对于含有不溶物的墨水，一方面需要保证不溶物的粒径极低，能够尽可能均匀的悬浮在液相光固化墨水中，对于现有用于种植的大粒径骨粉材料无法满足打印条件；另一方面要采用辅料辊或者刮板等方式促进含有不溶物的墨水流平，从而保证每层打印的精度，效率极低且容易造成材料的浪费，通过机械结构流平也会对打印结构造成损伤或者影响成形精度，此外，如果需要在同一个结构中打印不同的材料或带有不同粒度、密度的骨粉光固化液体混合物，现有光固化打印技术的解决思路是更换不同材料的料池，而更换料池意味着带来额外自由度的位置误差，不断地更换料池也会影响打印效率，此外，对于带有骨粉的光固化液体作为墨水的打印方式，如果对于不同粒度、密度的骨粉作为材料时，需要手动筛选骨粉粒度，分装到不同料池中，一方面会极大地浪费人力，另一方面也会消耗更多的光固化液体在不同的料池中作为骨粉的载体墨水。

技术实现思路

1、为了解决现有光固化打印中无法支持大粒径骨粉或其他不溶于水的物质与光敏液体材料混合打印的问题，以及多材料光固化打印人工更换料池并配置不同分层混合材料效率低、精度差的问题，本发明提出一种光固化梯度骨粉打印机，能够实现带有大粒径骨粉或其他不溶于水的物质与光敏液体材料混合材料的梯度打印，且满足不同粒径材料空间可控分布成形。

2、本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

3、一种光固化梯度骨粉打印机，包括组合料池、薄膜架、载物台、丝杆升降机构、滑台、机架、光源系统和底座；

4、所述组合料池的底部布置在底座上，丝杆升降机构和机架位于所述组合料池的一侧，所述薄膜架固定在组合料池的顶部，所述光源系统固定在机架上，且所述光源系统位于薄膜架的上方；所述载物台位于所述薄膜架下方，且所述载物台的一端固定在所述滑台上，所述滑台与丝杆升降机构的丝杆通过螺纹连接；所述丝杆升降机构驱动丝杆转动，带动所述滑台以及固定在所述滑台上的载物台在所述组合料池中上下移动；

5、所述组合料池包括可升降料池壁、金属网支架、金属网和超声震荡机构；所述可升降料池壁为阶梯状的多层可伸缩的嵌套壁面，位于整个组合料池的最外侧，且底部固定在所述底座上；所述薄膜架固定在所述可升降料池壁的最上面一层；所述金属网支架位于可升降料池壁围成的内部区域，所述金属网可拆卸地固定在所述金属网支架上；金属网为多个，且每个金属网的孔径不同，越靠近所述组合料池的底部，所述金属网的孔径越小；所述超声震荡机构固定在所述底座上。

6、进一步地，所述组合料池还包括卷帘机构，所述卷帘机构固定在所述金属网支架的一侧，所述卷帘机构和所述金属网一一对应。

7、进一步地，所述金属网包括金属网面和金属网拦，所述金属网面作为金属网的主体，可通过所述卷帘机构卷曲形成桶状结构；所述金属网拦位于所述金属网面距离所述卷帘机构最远的一端上，用于在所述金属网面回收过程中将所述金属网面表面的骨粉颗粒。

8、进一步地，所述薄膜架包括离型膜固定架和离型膜，所述离型膜固定架中部开孔，所述离型膜固定在所述离型膜固定架的中部开孔中，所述光源系统发出的光透过所述离型膜照射在所述组合料池中。

9、进一步地，所述金属网支架的壁面上开设有卡槽，所述金属网通过机械加紧结构可拆卸地固定在所述卡槽上。

10、本发明的有益效果如下：

11、本发明通过将料池沿着原本的z轴运动方向层层堆叠，通过不同孔径孔隙的金属网作为料池之间的隔断，避免了现有光固化打印技术更换料池时引入的额外位置误差，通过料池升降换料解决了更换料池所耗时间，同时在使用时只需要从组合料池顶端直接添加骨粉和光固化液体混合物，不同粒度的骨粉会因为重力直接沉降到各级料池区域，粒度小的骨粉沉降至最下级，粒度中等骨粉次之，粒度大的骨粉被最顶层的金属网限制在料池最上级，解决了骨粉光固化墨水混合物打印中实现骨粉粒度可控分布的问题。

技术特征：

1.一种光固化梯度骨粉打印机，其特征在于，包括组合料池、薄膜架、载物台、丝杆升降机构、滑台、机架、光源系统和底座；

2.根据权利要求1所述的光固化梯度骨粉打印机，其特征在于，所述组合料池还包括卷帘机构，所述卷帘机构固定在所述金属网支架的一侧，所述卷帘机构和所述金属网一一对应。

3.根据权利要求2所述的光固化梯度骨粉打印机，其特征在于，所述金属网包括金属网面和金属网拦，所述金属网面作为金属网的主体，可通过所述卷帘机构卷曲形成桶状结构；所述金属网拦位于所述金属网面距离所述卷帘机构最远的一端上，用于在所述金属网面回收过程中将所述金属网面表面的骨粉颗粒。

4.根据权利要求1所述的光固化梯度骨粉打印机，其特征在于，所述薄膜架包括离型膜固定架和离型膜，所述离型膜固定架中部开孔，所述离型膜固定在所述离型膜固定架的中部开孔中，所述光源系统发出的光透过所述离型膜照射在所述组合料池中。

5.根据权利要求1所述的光固化梯度骨粉打印机，其特征在于，所述金属网支架的壁面上开设有卡槽，所述金属网通过机械夹紧结构可拆卸地固定在所述卡槽上。

技术总结本发明公开一种光固化梯度骨粉打印机，包括组合料池、薄膜架、载物台、丝杆升降机构、滑台、机架、光源系统和底座。组合料池包括可升降料池壁、金属网支架、金属网和超声震荡机构；可升降料池壁为阶梯状的多层可伸缩的嵌套壁面，位于整个组合料池的最外侧，且底部固定在底座上；薄膜架固定在可升降料池壁的最上面一层；金属网支架位于可升降料池壁围成的内部区域，金属网可拆卸地固定在金属网支架上；金属网为多个，且每个金属网的孔径不同，越靠近组合料池的底部，金属网的孔径越小；超声震荡机构固定在底座上。本发明避免了现有光固化打印技术更换料池时引入的额外位置误差，且解决了骨粉光固化墨水混合物打印中实现骨粉粒度可控分布的问题。技术研发人员：薛茜,杨华勇,谢海波,杨国利,殷晓红,任凌飞受保护的技术使用者：浙江大学高端装备研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/15