一种生物3D打印机的传热装置及生物3D打印机

一种生物3d打印机的传热装置及生物3d打印机
技术领域
1.本实用新型渉及一种生物3d打印机的传热装置及生物3d打印机，属于3d生物打印机技术领域。


背景技术：

2.3d细胞生物打印技术是近几年来组织工程领域发展的新兴技术，是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的技术。不同于传统地制造方法图案法、模具法等，生物打印技术是一种去模具的生物体制造技术，具有可构建复杂结构体，将多种细胞精准空间排列，节约材料与制造时间等优点。
3.近年来，随着该领域技术不断的成熟，相应的更多产品被推向市场。如2010年生物打印著名公司organovo推出首款3d生物打印机，2015年allevi公司推出的经济型桌面生物打印机biobot系列等。上述商品化3d生物打印机设备价格昂贵，其温度控制系统多为水冷循环机组，冷热切换响应速度较慢。同时打印机结构复杂，设备功耗高且设备体积较大，占用空间较大。此外，打印喷头控制系统多多采用气动挤出方式，需要外接气瓶或空气压缩装置，以及除菌过滤装置，增加系统的复杂性。打印喷头安装拆卸操作复杂，不易清理。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种生物3d打印机的传热装置，其特征在于，所述的传热装置共两套，每套传热装置包括半导体片3、散热片4与散热风扇5；散热片4的一面与半导体片3固定，另一面附近设置散热风扇5；其中一套传热装置的半导体片3设置于挤出装置的侧面，另外一套传热装置的半导体片3设置于打印平台的下面；所述的半导体片3用于加热或者制冷。
6.进一步地，所述的半导体片3与挤出装置或打印平台之间，通过导热胶实现粘接。
7.进一步地，所述的生物3d打印机包括打印机本体，以及传热装置。
8.进一步地，所述的生物3d打印机还包括机械挤出装置，所述的机械挤出装置包括打印喷头、注射器1、料仓2、电机6和传动轴7；所述的注射器1专有生物墨水，且位于料仓2内部，注射器1出口与打印喷头相连；电机6与上端传动轴7相连，传动轴7下端与注射器1的顶部相连，传动轴7通过挤压料仓2中的注射器1来控制出料量。
9.进一步地，所述的生物3d打印机本体中的打印平台包括打印底板8和凹槽10；凹槽10设置于打印底板8上表面，能够直接将细胞组织结构体放到凹槽10中固定的玻璃片上。
10.进一步地，所述的生物3d打印机本体中的打印平台还设置调平螺丝9和升降装置，调平螺丝9用于调节打印底板8水平，升降装置用于调整打印喷头和打印底板8之间的距离；调平螺丝9位于打印底板的四角处，调平螺丝9调节的高度范围为0～10mm；所述的升降装置的调节范围为0～25mm。
11.进一步地，所述的生物3d打印机包括温度控制器，温度控制器能够控制传热装置，
使得半导体片3加热或制冷，使打印环境温度控制范围在0℃-60℃之间，升温和降温速度为5℃/分钟。
12.进一步地，所述生物3d打印机采用mage2560+ramps1.4分体板作为核心控制器，电机细分数设置为16细分；所述生物3d打印机还包括三维运动平台，用于调整打印喷头的x、y、z三个方向的位置。
13.进一步地，所述的注射器1外设置夹套，夹套位于注射器1与料仓2之间，用于辅助保持注射器温度，进而来控制生物墨水的粘弹性。
14.进一步地，所述的夹套上设置温度传感器，温度传感器与半导体制冷片3相连，半导体制冷片3通过夹套上的温度传感器将温度信号传递到温度控制器中，再通过温度控制器控制半导体制冷片3的功率，半导体制冷片3将加热或制冷，并将冷量传递给夹套，再传递到注射器1中。
15.进一步地，所述的电机6为步进电机。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型通过利用半导体片的制冷和制热原理，对打印机喷头实现温控，冷热切换响应速度较快，功耗低且体积小；同时打印喷头控制系统采用机械挤出方式，较之普通的气动挤出方式，其挤出装置的结构更为简易。
附图说明
18.图1为打印喷头结构图
19.图2为打印平台结构图
20.图中：1、注射器；2、料仓；3、半导体片；4、散热片；5、散热风扇；6、电机；7、传动轴；8、打印底板；9、调平螺丝；10、凹槽；
具体实施方式
21.下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
22.实施例1打印dut图案
23.3d生物打印机的调试包括各电机的正常运行和三维滑轨的稳定性，温度控制模块以及能否将生物墨水打印出理想的结构。
24.通电后，通过触碰面板将调试电机的运行，将温度设置为5℃，均正常运行。构建三维模型：利用autodesk 3ds max软件构建出dut字样模型和圆柱模型，导出为stl格式文件，将stl文件导入到切片软件slic3r中，设置打印参数，如打印速度和填充率等，点击切片。查看生成的gcode文件，进行适当地修改并保存，将gcode文件拷贝到sd储存卡中，将储存卡插入打印机sd卡槽。
25.吸取普朗尼克混合凝胶打印墨水至5ml注射器，并装入内径为250微米的打印针头，放入打印喷头注射器槽内，打开打印机电源开关，设置打印头温度为15℃，打印底板温度为35℃。调整注射器针头与打印底板距离，选择打印文件，点击运行。
26.实施例2打印人耳软骨细胞
27.3d生物打印机的调试包括各电机的正常运行和三维滑轨的稳定性，温度控制模块以及能否将生物墨水打印出理想的结构。
28.通电后，通过触碰面板将调试电机的运行，将温度设置为5℃，均正常运行。构建三维模型：利用autodesk 3ds max软件构建出人耳模型和圆柱模型，导出为stl格式文件，将stl文件导入到切片软件slic3r中，设置打印参数，如打印速度和填充率等，点击切片。查看生成的gcode文件，进行适当地修改并保存，将gcode文件拷贝到sd储存卡中，将储存卡插入打印机sd卡槽。
29.吸取普朗尼克混合凝胶与正常软骨c28/i2细胞混合细胞悬液于5ml注射器，并装入内径为250微米的打印针头，放入打印喷头注射器槽内，打开打印机电源开关，设置打印头温度为15℃，打印底板温度为35℃。调整注射器针头与打印底板距离，选择打印文件，点击运行。
30.实施例3打印血管内皮细胞
31.3d生物打印机的调试包括各电机的正常运行和三维滑轨的稳定性，温度控制模块以及能否将生物墨水打印出理想的结构。
32.通电后，通过触碰面板将调试电机的运行，将温度设置为5℃，均正常运行。构建三维模型：利用autodesk 3ds max软件构建出血管柱状模型，导出为stl格式文件，将stl文件导入到切片软件slic3r中，设置打印参数，如打印速度和填充率等，点击切片。查看生成的gcode文件，进行适当地修改并保存，将gcode文件拷贝到sd储存卡中，将储存卡插入打印机sd卡槽。
33.吸取5％明胶与血管内皮huvce细胞混合细胞悬液于5ml注射器，并装入内径为250微米的打印针头，放入打印喷头注射器槽内，打开打印机电源开关，设置打印头温度为15℃，打印底板温度为35℃。调整注射器针头与打印底板距离，选择打印文件，点击运行。