CN106926456B - 一种支架充液辅助成型系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种支架充液辅助成型系统，包括：由熔融加热机构、注射推进机构、注射器、收集平台及辅助电场、高压电源组成的熔体喷印装置；由卡口针头、万向导管、精密输液泵组成的充液辅助成型装置；由导流槽和抽水泵组成的排水装置；以及对相应模块的位置及参数进行调整设定的控制装置。与现有技术相比，本发明中充液辅助装置可将聚合物丝线层叠为三维支架的过程中，补给冷凝液使支架快速冷却成型，并通过冷凝液的张力作用减少聚合物丝线对上一层材料的作用力，防止坍塌和破坏，进而提高支架的形貌精度及力学性能稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种支架充液辅助成型系统,尤其涉及一种针对粘弹聚合物基材制备延展性支架充液辅助成型系统。
背景技术
现今强度高、模量大、耐化学性能好的综合性能材料(如聚乙烯醇)，通过对其进行改性，如破坏固有氢键的小分子增塑剂、金属离子配位等方法，可改善该类材料的流变性能，从而增加材料在熔融喷印后的拉伸、延展性能，但是在该类材料的熔体喷印形成组织工程支架过程中，由于喷印形成丝材的冷凝速度难以调控，容易导致在层叠高分子聚合物丝材的过程中，难以与前打印层快速贴合并凝固组合，进而易造成应力分布不均，中空层坍塌，影响形貌质量，甚至破坏支架。
因此，需要提供一种辅助成型系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种支架充液辅助成型系统，其用于将丝材层叠为三维支架的过程中，补给冷却液使三维支架快速冷却成型，并通过冷却液的张力作用减少丝材对上一层材料的作用力，可防止坍塌和破坏，有效提高三维支架的形貌精度及力学性能稳定性。
为了达到上述目的，本发明提供一种支架充液辅助成型系统，包括：由注射器、注射推进机构、熔融加热机构、收集平台组成的熔体喷印装置；由卡口针头、万向导管、精密输液泵组成的充液辅助成型装置；由导流槽和抽水泵组成的排水装置；以及控制装置，对所述熔体喷印装置和充液辅助成型装置及排水装置进行位置、参数调节。
进一步，所述注射器设有一储存腔用以储存基材，所述注射器末端设有一针头。
进一步，所述基材为针对其流变性能进行化学改性的粘弹聚合物材料。
进一步，所述注射器夹持于所述注射推进机构中且固定在z轴平台上，所述z轴平台受所述控制装置控制能够沿着z轴方向作直线运动。
进一步，所述熔融加热机构与注射器和注射推进机构组配在一起且固定在Z轴平台上，以方便调节与收集平台4之间的高度，
进一步，所述收集平台固定在二维运动平台上做x-y运动，并与z轴方向运动的熔体喷印装置配合。
进一步，所述精密输液泵具有一输出导管，其固定在万向导管的内腔中，通过调节万向导管的方向可调节通过精密输液泵的输出导管流向卡口针头中液体的滴定位置及滴定角度。
进一步，所述收集平台连通导流槽。
与现有技术相比，本发明中熔体喷印装置主要用于激发在注射器中熔融后的基材形成射流并通过一系列的牵引、蒸发、凝固作用形成丝材并被收集平台收集；所述充液辅助装置用于将丝材层叠为三维支架的过程中，补给冷却液使三维支架快速冷却成型，并通过冷却液的张力作用减少丝材对上一层材料的作用力，可防止坍塌和破坏，进而提高三维支架的形貌精度及力学性能稳定性。
附图说明
图1为本发明一种支架充液辅助成型系统的立体示意图。
具体实施方式
现在结合附图，对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种支架充液辅助成型系统，包括：由注射器1、注射推进机构2、熔融加热机构3、收集平台4组成的熔体喷印装置；由卡口针头5、万向导管6、精密输液泵7组成的充液辅助成型装置；由导流槽8和抽水泵9组成的排水装置；以及控制装置10，对所述熔体喷印装置和充液辅助成型装置及排水装置进行位置、参数调节。
如图1所示，所述注射器1设有一储存腔(未图示)，用以储存基材(本实施例中所述基材为针对其流变性能进行化学改性的粘弹聚合物材料)，所述注射器1末端设有一针头；所述注射推进机构2用于控制注射器1的进给速度,所述注射器1夹持于所述注射推进机构2中且固定在z轴平台上，所述z轴平台受所述控制装置10控制能够沿着z轴方向作直线运动；所述熔融加热机构3与注射器1组装在一起，以将储存腔(未图示)内的基材加热到熔融态温度(即熔融成粘流状)，再利用注射推进机构2将熔融后的基材从储存腔(未图示)挤压到注射器1末端的针头处。本实施例中所述熔融加热机构3与注射器1和注射推进机构2组配在一起且固定在Z轴平台上，以方便调节与收集平台4之间的高度，且通过注射推进机构2控制注射器1的进给速度(即调节注射器1末端针头处熔融后基材的液体滴量)，能够使熔融状态的基材稳定均匀地沉积在收集平台4上，即所述熔体喷印装置主要用于激发注射器1中熔融后的基材形成射流并通过一系列的牵引、蒸发、凝固作用形成丝材并被收集平台收集。
所述精密输液泵7具有一输出导管(未图示)，其固定在万向导管6的内腔中，以准确控制输送的冷却液的液量及流速，且利用万向导管6将冷却液传送到卡口针头5末端，另通过调节万向导管6的角度，可调节通过精密输液泵7的输出导管流向卡口针头5中冷却液的的滴定位置及滴定角度。
所述收集平台4固定在二维运动平台上做x-y运动，并与z轴方向运动的熔体喷印装置配合，且利用控制装置10对所述注射推进机构2进行调节控制，使得注射推进机构2从注射器1中按需、稳定地挤出熔融后的基材液体并使其在收集平台4上按照层切轮廓及层高度所分割的路径轨迹层叠熔融后的丝材模型，最终形成三维支架，此时通过控制装置10对精密输液泵7的工作参数进行调节，能够控制冷却液在卡口针头5处的液滴的液量及流速，进而对冷凝区域及冷凝状态进行控制，从而通过冷凝液使形成的三维支架快速冷却成型，且通过冷凝液的张力作用减少丝材对上一层材料的作用力，可防止坍塌和破坏，进而提高支架的形貌精度及力学性能稳定性。
本实施例中，所述收集平台4连通导流槽8，所述控制装置10对加工过程中的冷却液的液量进行检测，当检测到残余冷却液的液量超出标准范围时，启动抽水泵9将导流槽8中多余的冷却液排出，故所述排水装置主要用于及时排走加工过程中聚集的冷凝液，保证收集平台4上加工环境稳定。
以上实施方式对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施案例，不能认为用于限定本发明的实施范围。由于相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更及修改。因此，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种支架充液辅助成型系统，其特征在于，包括：由注射器、注射推进机构、熔融加热机构、收集平台组成的熔体喷印装置；由卡口针头、万向导管、精密输液泵组成的充液辅助成型装置；由导流槽和抽水泵组成的排水装置；以及控制装置，对所述熔体喷印装置和充液辅助成型装置及排水装置进行位置、参数调节。
2.如权利要求1所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述注射器设有一储存腔用以储存基材，所述注射器末端设有一针头。
3.如权利要求2所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述基材为针对其流变性能进行化学改性的粘弹聚合物材料。
4.如权利要求1或2或3所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述注射器夹持于所述注射推进机构中且固定在z轴平台上，所述z轴平台受所述控制装置控制能够沿着z轴方向作直线运动。
5.如权利要求4所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述熔融加热机构与注射器和注射推进机构组配在一起且固定在Z轴平台上。
6.如权利要求4所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述收集平台固定在二维运动平台上做x-y运动，并与z轴方向运动的熔体喷印装置配合。
7.如权利要求1或2或3或5或6所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述精密输液泵具有一输出导管，其固定在万向导管的内腔中。
8.如权利要求7所述的一种支架充液辅助成型系统，其特征在于：所述收集平台连通导流槽。
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