CN105652922B - 生物打印机温控***和生物打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物打印机技术领域，特别涉及一种生物打印机温控***和生物打印机。本发明所提供的生物打印机温控***，包括流道温控***(3)，所述流道温控***(3)用于控制生物打印机的生物打印材料容器(4)的出口与生物打印机的喷嘴(5)之间的流道的温度，以使所述流道的温度与打印材料所需要的温度相一致。本发明的温控***能够实现对生物打印材料的温控，提高打印材料的存活率，保证打印材料的生物功能。

Description

生物打印机温控***和生物打印机

技术领域

本发明涉及生物打印机技术领域，特别涉及一种生物打印机温控***和生物打印机。

背景技术

生物3D打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括天然生物材料和合成生物材料或细胞溶液)打印成为设计的三维结构体的技术。由于生物3D打印的打印材料为生物材料，与普通的3D打印技术相比，生物打印机的一个特点在于其需要为打印材料提供适宜其生存、生长以及具有良好生物学功能的条件，而温度是其中一项重要的控制指标。

目前，生物打印机通常设有温控***，该温控***用于对生物打印材料容器进行温度控制，其通常包括热交换部件和散热装置，其中热交换部件用于通过导热套与生物打印材料容器进行热交换，散热装置则用于实现热交换部件与环境之间的热交换。然而，现有的生物打印机温控***具有以下几方面的问题：

(1)对于现有的生物打印机温控***，生物材料容易出现堵塞现象。原因之一在于生物打印机温控***只能够对生物打印材料容器进行温度控制，而无法对喷嘴部分以及流道部分进行温控，同时由于生物材料均具有一定的粘性，因此，打印材料容易在温度得不到有效控制的喷嘴及流道部分中发生堵塞，这种现象随着打印材料黏度的增加而愈加明显，从而影响整个生物打印机的打印效率，尤其是当打印平面为非平面时，为了更好适应打印需求而采用较长喷嘴时，问题更明显。另外，现有的生物打印机温控***难以适用于流动特性随着温度变化而变化的打印材料，导致现有的生物打印机在打印材料的选择上存在较大的限制。

(2)现有的生物打印机温控***难以实现对生物打印容器的均匀温控。在现有技术中，由于空间限制等原因，热交换部件无法全面地覆盖导热套，在导热套上容易出现热交换部件覆盖不到的盲区，这样的结构容易造成对生物打印材料容器加热不均，导致生物材料受热不均匀等问题，导致生物材料存活率下降、生物功能下降等的风险增大；而若将热交换部件全部覆盖于导热套上，则热交换部件上的散热装置难以布局，通常情况下只能附着于整个结构的外部，使得结构整体外凸、不利于整体结构布置。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：现有的生物打印机温控***没有对从生物打印容器到喷嘴之间的流道中的生物材料进行温控，导致生物材料在流道中流动性不好而出现堵塞的问题，并且由于生物材料在流道中的温度没有得到控制，以致出现生物材料的存活率较低、生物功能下降等的风险。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物打印机温控***，包括流道温控***，所述流道温控***用于控制生物打印机的生物打印材料容器的出口与生物打印机的喷嘴之间的流道的温度，以使所述流道的温度与生物打印材料所需要的温度相一致。

进一步地，所述生物打印机温控***包括容器温控***，所述容器温控***包括热交换装置，所述热交换装置用于与生物打印材料容器进行热交换，以控制生物打印材料容器的温度与其所盛装的生物打印材料所需要的温度相一致，所述生物打印机温控***还包括设置在所述生物打印材料容器与所述热交换装置之间的第一均热板，所述第一均热板用于实现所述热交换装置与所述生物打印材料容器之间的均匀热传递。

进一步地，所述热交换装置包括热交换部件和散热装置，所述热交换部件能够对所述生物打印材料容器进行加热和制冷，所述第一均热板设置在所述生物打印材料容器与所述热交换部件的第一侧之间，所述热交换部件的第二侧与所述散热装置连接，所述散热装置用于实现所述热交换部件与环境之间的热传递。

进一步地，所述容器温控***还包括第二均热板，所述第二均热板设置在所述热交换部件的第二侧与所述散热装置之间，用于实现所述热交换部件与所述散热装置之间的均匀热传递。

进一步地，所述散热装置包括散热片组和散热风扇，所述散热片组与所述热交换部件的第二侧连接，所述散热风扇用于实现所述散热片组与环境之间的热传递，所述第二均热板设置在所述热交换部件的第二侧与所述散热片组之间，用于实现所述热交换部件与所述散热片组之间的均匀热传递。

进一步地，所述散热风扇的出风口背离所述生物打印机的打印平台设置。

进一步地，所述散热风扇为调速风扇，所述容器温控***还包括散热温度检测控制装置，所述散热温度检测控制装置用于检测所述散热片组的温度并能够依据所述散热片组的温度与环境温度的差值来控制所述散热风扇是否开启以及调节所述散热风扇的转速。

进一步地，所述容器温控***还包括容器温度检测控制装置，所述容器温度检测控制装置用于检测所述生物打印材料容器的温度并反馈给所述热交换装置以形成对所述生物打印材料容器温度的闭环控制。

进一步地，所述生物打印机温控***还包括喷嘴温控***，所述喷嘴温控***用于控制生物打印机的喷嘴的温度，以使所述喷嘴的温度与所述生物打印材料所需要的温度相一致。

进一步地，所述喷嘴温控***包括喷嘴导热块，所述喷嘴导热块设置在所述喷嘴的外周。

进一步地，所述流道温控***包括流道导热块，所述流道导热块设置在生物打印材料容器的出口与喷嘴之间的流道的外周。

进一步地，所述生物打印机温控***包括两个独立的所述容器温控***，其中一个容器温控***用于对所述生物打印材料容器的第一材料容器进行温度控制，其中另一个容器温控***用于对所述生物打印材料容器的第二材料容器进行温度控制。

进一步地，所述热交换部件包括半导体制冷片。

本发明还提供一种生物打印机，包括前述的生物打印机温控***。

进一步地，包括生物打印材料容器，所述生物打印材料容器包括第一材料容器和第二材料容器，所述生物打印机的喷嘴与所述第一材料容器和所述第二材料容器之一的出口通过所述流道连通，在所述流道外周设有流道导热块。

进一步地，在所述喷嘴的外周上设有喷嘴导热块，所述流道从所述出口依次穿过所述流道导热块和所述喷嘴导热块与所述喷嘴连通。

进一步地，在所述喷嘴导热块中的所述流道的外周上设有隔热层，用于隔离来自所述喷嘴导热块的热量。

进一步地，所述隔热层设置于所述流道与所述喷嘴导热块之间。

本发明所提供的生物打印机温控***，通过设置流道温控***，能够实现对生物打印材料容器到喷嘴之间的流道的温度控制，从而可以有效解决目前打印材料容易在流道处发生堵塞的问题，有效提高生物打印机的打印效率

另外，通过在生物打印材料容器和热交换装置之间设置均热板，能够实现对生物打印材料容器的均匀温控，从而提高打印材料的存活率，保证打印材料的生物功能；并且由于无须将热交换部件全部覆盖于生物打印材料容器上即可实现对整个生物打印材料容器温度的均匀控制，从而能够方便散热装置的布局设置，使得整体结构更加紧凑美观。

此外，本发明通过设置喷嘴温控***，能够实现对喷嘴的温度控制，从而可以有效解决目前打印材料容易在喷嘴处发生堵塞的问题，尤其是当打印平面为非平面时，为了更好适应打印需求而采用较长喷嘴时，效果更明显，有效提高生物打印机的打印效率。

本发明为生物打印机提供了温控***，用于控制生物打印机的温度，温控使生物打印机的温度更均匀，有助于提供细胞的存活率和生物功能，可以使得打印目标实现的更理想。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的生物打印机温控***的安装于生物打印机上的结构示意图。

图2示出图1所示实施例的主视图。

图3示出图2的侧视图。

图4示出图3的A-A剖面图。

图中：

1、容器温控***；11、导热套；12、半导体制冷装置；13、散热装置；131、散热片组；132、散热风扇；14、第一均热板；15、第二均热板；16、第一连接架；17、第二连接架；18、第一温度传感器；19、第二温度传感器；

2、喷嘴温控***；21、喷嘴导热块；

3、流道温控***；31、流道导热块；

4、生物打印材料容器；41、第一材料容器；42、第二材料容器；

5、喷嘴；6、安装板；7、隔热板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有技术中打印材料在喷嘴处和流道处容易发生堵塞现象的技术问题，图1-4示出了本发明一实施例的生物打印机温控***的结构示意图，本发明的生物打印机温控***包括流道温控***3，流道温控***3则用于控制生物打印材料容器4的出口与喷嘴5之间的流道的温度，使流道的温度与打印材料所需要的温度相一致，这里的流道不应该理解为包括喷嘴5内部的任何流道。这样，本发明的生物打印机温控***能够保证流道的温度也满足打印材料的需求，从而能够保证打印材料流动的畅通性，提高生物打印机的打印效率

本发明的生物打印机温控***包括容器温控***1，容器温控***1包括热交换装置，热交换装置用于与生物打印材料容器4进行热交换，以控制生物打印材料容器4的温度与其所盛装的打印材料所需要的温度相一致，还包括设置在生物打印材料容器4与热交换装置之间的第一均热板14，第一均热板14用于实现热交换装置与生物打印材料容器4之间的均匀热传递。

本发明所提供的生物打印机温控***，通过在生物打印材料容器4和热交换装置之间设置第一均热板14，能够实现对生物打印材料容器4的均匀温控，从而提高打印材料的存活率，保证打印材料的生物功能，也能够防止打印材料在生物打印材料容器4处发生堵塞，提高生物打印机的工作可靠性。

作为热交换装置的一种实施方式，热交换装置可以包括热交换部件和散热装置13，其中，热交换部件能够对生物打印材料容器4进行加热和制冷，散热装置13用于实现热交换部件与环境之间的热传递，这样当生物打印材料容器4的温度高于打印材料所需要的温度时，热交换部件可以从生物打印材料容器4吸收热量，将生物打印材料容器4冷却至打印材料所需要的温度；而当生物打印材料容器4的温度低于打印材料所需要的温度时，热交换部件可以向生物打印材料容器4传递热量，将生物打印材料容器4加热至打印材料所需要的温度。可见，该实施方式的热交换装置对生物打印材料容器4温度控制方式更加灵活，其能够根据实际情况对生物打印材料容器4进行加热或制冷，控制精度更高，且能够满足不同打印材料的温度需求。

为了进一步实现热交换部件与散热装置13之间更加均匀的热传递，还可以在热交换部件的第二侧与散热装置13之间设置第二均热板15，基于该第二均热板15，环境中的热量可以通过散热装置13与热交换部件的第二侧之间进行更加均匀地热传递，缩小热交换部件两侧之间的温度差，进一步改善热交换部件的热传递效果。

这样的结构还有利于整体结构布置，通常情况下，若将散热装置13全部覆盖于热交换部件上，散热装置13的散热风扇则会附着于整个结构的外部，而使得结构整体外凸；本实施例通过在散热装置13与热交换部件之间设置第二均热板15，能够减小热交换部件上的热交换盲区，并为散热风扇提供装配空间，以避免整体结构外凸。。

此外，为了进一步解决现有技术中打印材料在喷嘴处容易发生堵塞现象的技术问题，本发明的生物打印机温控***还可以包括喷嘴温控***2，其中喷嘴温控***2用于控制生物打印机的喷嘴5的温度，使喷嘴5的温度与打印材料所需要的温度相一致。

这样，本发明的生物打印机温控***，不仅保证了在流道处的温度满足打印材料的需求，还保证了在喷嘴5以及生物打印材料容器4处的温度满足打印材料的需求，从而能够保证打印材料流动的畅通性，提高生物打印机的打印效率，且由于打印材料在整个打印过程中均能够处于适宜的温度环境之中，因此还能够保证打印材料始终具有良好的生物性能，从而提高生物打印产品的性能。

下面结合图1-4所述的实施例对本发明的生物打印机温控***进行进一步地说明。在该实施例中，生物打印机温控***所应用的生物打印机，其生物打印材料容器4包括第一材料容器41和第二材料容器42，第一材料容器41和第二材料容器42通过隔热板7连接于生物打印机的安装板6上，生物打印机的喷嘴5连接于第一材料容器4的出口处，而第二材料容器42的出口则通过辅材流道421与喷嘴5连通。第一材料容器41可以作为用于盛装主材(又称生物墨汁)的主材容器，第二材料容器42可以作为用于盛装辅材(例如水凝胶)的辅材容器，例如辅材可以用于对主材形成包裹，以避免生主材在打印过程中受到机械力的破坏而损伤。当然主材和辅材也可以以其他方式组合在一起，例如混合等。

如图1-4所示，在该实施例中，生物打印机温控***包括两个独立的容器温控***1、一套喷嘴温控***2和一套流道温控***3，其中，一个容器温控***1用于对第一材料容器41进行温度控制，另一个容器温控***1则用于对第二材料容器42进行温度控制，喷嘴温控***2用于对喷嘴5进行温度控制，流道温度控制***3则用于对辅材流道421进行温度控制。通过设置两个独立的容器温控***分别对第一材料容器41和第二材料容器42进行温控，可以满足不同特性的主材和辅材对温度的不同需求。

由于在该实施例中，两套容器温控***1的结构基本相同，因此，接下来仅以其中设在第二材料容器42处的容器温控***1为例来对容器温控***1进行说明。

如图2和图4所示，在该实施例中，容器温控***1包括导热套11、用作热交换装置的半导体制冷***、第一均热板14以及第二均热板15。其中，半导体制冷***包括半导体制冷装置12和散热装置13，导热套11套设在第二材料容器42的外周，半导体制冷装置12的第一侧通过第一均热板14与导热套14连接，半导体制冷装置12的第二侧通过第二均热板15与散热装置13连接。

半导体制冷***既可以用作热源，又可以用作冷源。依据半导体制冷理论，在半导体制冷***的半导体制冷片两侧施加一个直流电压就会产生一个直流电流，这会使半导体制冷片一侧发热且另一侧制冷。通常将发热的一侧称为“热面”，而制冷的一侧称为“冷面”。半导体制冷片具有控制端，向控制端发送指令后，能够对调半导体制冷片两侧的电压极性，使电流反向流动，从而实现半导体制冷片的冷面和热面的相互转换，也即能够实现半导体制冷***制冷和制热功能的相互转换，除了冷热面交换，还可以根据需求实现精确的温度控制(精度0.01度)。可见，采用半导体制冷***作为本发明的热交换装置，可以方便有效地实现对第二材料容器42的加热或制冷，以满足各种生物打印材料的不同温度需求。

在该实施例中，容器温控***1中可以设置容器温度检测控制装置，并通过该容器温度检测控制装置控制半导体制冷***在加热工作状态和制冷工作状态之间切换。如图4所示，在该实施例中，容器温度检测控制装置包括控制***(图中未示出)和设置在导热套11上的第一温度传感器18，该第一温度传感器18用于检测导热套11的温度并传递至控制***，由于导热套11的温度与对应的第二材料容器42的温度一致，因此，第一温度传感器18能够检测第二材料容器42的温度并传递至控制***，控制***则通过比较第二材料容器42的温度与辅材所需要的温度(通常预设在控制***中)的差值控制半导体制冷***的工作状态，从而实现对第二材料容器42温度的闭环控制，提高温控精度。当第一温度传感器18检测到第一材料容器41和第二材料容器42的温度达到生物材料所需要的温度后，可以控制分别向第一材料容器41和第二材料容器42内加入相应的材料。

设置在半导体制冷装置12第一侧的第一均热板14，能够通过其内部的气液两相相互转换的方式实现热量的均匀传递，从而使得半导体制冷装置12与第二材料容器42之间的热传递更加均匀高效，进而有效防止因半导体制冷装置12无法全面覆盖导热套11所造成的传热不均的现象，并且由于无须将半导体制冷片覆盖于整个导热套11上，使得结构设计和空间布局也更加简单紧凑；而设置在半导体制冷装置12第二侧的第二均热板15则能够使得半导体制冷装置12与环境之间的热传递更加均匀，缩小半导体制冷装置12第一侧和第二侧的温差，由于半导体制冷装置的冷面和热面之间存在逆向热传递过程，且冷热面的温差越大，这种逆向热传递作用越明显，而一旦正向热传递所传递的热量与逆向热传递所传递的热量相等时，冷面和热面的温度就不再发生变化，影响半导体制冷装置12的制冷或加热作用，因此，通过设置第二均热板15缩小半导体制冷装置12第一侧和第二侧的温差，能够减弱逆向热传递效应，充分发挥半导体制冷装置12的制冷或加热作用。

现有的半导体制冷装置12通常只包括一块半导体制冷片，为了使半导体制冷装置12具有更高的热传递功率，本发明的半导体制冷装置12可以包括至少两块半导体制冷片。如图4所示，在该实施例中，半导体制冷装置12包括三块半导体制冷片，这样设置的好处在于，一方面由于增加了半导体制冷片的数量，能够有效增大加热或制冷的功率，改善热传递效果；另一方面，三块半导体制冷片之间可以并联设置，这样可以提高其工作可靠性，即使其中一块半导体制冷片发生故障，剩余的半导体制冷片仍能够正常工作，保证加热或制冷过程的正常进行。此外，由图4可知，该实施例的三块半导体制冷片之间均设有一定的间隙，这样能够便于线路的连接与安装。

散热装置13可以采用水冷散热装置，也可以采用风冷散热装置。如图2-4所示，在该实施例中，散热装置13采用风冷散热装置，其包括散热片组131和散热风扇132，其中，散热片组131通过第一支架16连接于安装板6上，且其通过第二均热板15与半导体制冷装置12的第二侧连接，散热风扇132则通过第二支架17设置在散热片组131的下部，这样散热片组131与半导体制冷装置12的第二侧之间可以通过第二均热板15进行均匀地热传递，而散热风扇132可以实现散热片组131与环境之间的热传递，进而使得散热装置13能够实现半导体制冷装置与环境之间的热传递。此外，可以在散热片组131的散热片上设置横向贯穿散热片的开孔(图中未示出)，以增大散热面积，提升散热效率。

在该实施例中，散热风扇132的出风口背离生物打印机的打印平台，在图1-4中即散热风扇132的出风口朝向上方，这样能够避免散热风扇132将散热片组131的热量引导向打印平台，从而可以防止对打印平台上面的生物材料的特性产生影响。

进一步地，为了节约能源以及实现精确温控，本发明的散热风扇132可以采用调速风扇，依据散热片组131的温度与环境温度的差值来控制散热风扇132是否开启以及调节散热风扇132的转速，即可使散热风扇132的工作状态与实际需要相符合，避免能量的浪费。为了实现该目的，本发明的容器温控***1还可以包括散热温度检测控制装置，该散热温度检测控制装置用于检测散热片组131的温度并依据散热片组131的温度与环境温度的差值来控制散热风扇132是否开启以及调节散热风扇132的转速。在如图4所示的实施例中，散热温度检测控制装置包括设置于散热片组131上的第二温度传感器19及控制***，该第二温度传感器19可以检测散热片组131的温度并反馈至控制***，控制***则将散热片组131的温度与环境温度进行比较，依据二者的差值来控制散热风扇132是否工作以及工作时的转速，例如，可以在容器温控***1工作，且散热片组131的温度与环境温度的温差ΔT大于设定值T0时，启动散热风扇132，并使其以R＝(ΔT/30)×R0的转速运转，其中R0为风扇额定转速；而在容器温控***1不工作或在散热片组131的温度与环境温度的温差ΔT小于设定值T0时，则可以控制散热风扇132不启动。此处的控制***可以与容器温度检测控制装置的控制***为同一控制***，例如可以利用生物打印机已有的控制***来实现相应的功能。

该实施例的容器温控***1的工作过程如下：

(1)当第二材料容器42的温度低于辅材所需要的温度时，半导体制冷***处于加热状态，靠近第二材料容器42的半导体制冷装置12的第一侧为热面，而靠近散热片组131的半导体制冷装置12的第二侧为冷面。此时，半导体制冷装置12的第一侧通过第一均热板14和导热套11将热量传递给第二材料容器42，实现对第二材料容器42加热的目的，将第二材料容器42的温度升高至辅材所需要的温度；同时，环境中的热量能够通过散热片组131及第二均热板15传递给半导体制冷装置12的第二侧，升高半导体制冷装置12第二侧的温度，从而能够缩小半导体制冷装置12的第一侧与第二侧之间的温差，也即能够缩小半导体制冷装置12冷热面之间的温差，增大半导体制冷装置12的加热上限。

(2)反之，当第二材料容器42的温度高于辅材所需要的温度时，半导体制冷***处于制冷状态，靠近第二材料容器42的半导体制冷装置12的第一侧变为冷面，而靠近散热装置13的半导体制冷装置12的第二侧则变为热面。此时，第二材料容器42的热量通过第一导热套11和第一均热板14传递给半导体制冷装置12的第一侧，也即半导体制冷装置12的第一侧从第二材料容器42吸收热量，实现对第二材料容器42降温的目的，使第二材料容器42的温度降低至辅材所需要的温度；同时，半导体制冷装置12的第二侧将热量通过第二均热板15传递给散热片组131，并在散热风扇132的作用下最终将热量释放至环境中，缩小半导体制冷装置12冷热面的温差，改善半导体制冷装置12的制冷效果。

该实施例的容器温控***1具有体积小、响应快、控制特性好等特点。由于在第一材料容器41和第二材料容器42处分别设有一套容器温控***1，该实施例的生物打印机温控***能够分别控制主材和辅材的温度，满足主材和辅材不同的温度需求，使主材和辅材能够保持更加优良的生物性能，此外，由于采用半导体制冷***和均热板的组合结构，传热效率较高，传热过程较均匀，控制精度较高，可以达到0.01度，并且加热和制冷可双向选择，能够适应多种生物材料以及不同工作环境的需求，使得同一生物打印机具有更宽的打印材料的选择范围。

如图1-4所示，在该实施例中，喷嘴温控***2包括喷嘴导热块21，流道温控***3包括流道导热块31，其中，喷嘴导热块21设置在第一材料容器41下方，并位于喷嘴5的外周，流道导热块31设置在第二材料容器42下方，并位于辅材流道421的外周，喷嘴导热块21的第一侧与位于第一材料容器41处的容器温控***1的第一均热板14连接，喷嘴导热块21的第二侧与流道导热块31的第一侧连接，而流道导热块31的第二侧则与位于第二材料容器42处的容器温控***1的第一均热板14连接，这样，第一材料容器41一侧的半导体制冷装置12可以通过第一均热板14和喷嘴导热块21与喷嘴5进行热交换，实现对喷嘴5的温度控制，而第二材料容器42一侧的半导体制冷装置12可以通过第一均热板14和流道导热块31与辅材流道421进行热交换，实现对辅材流道421的温度控制。可见，该实施例能够使喷嘴5和辅材流道421的温度均与打印材料的需求相适应，避免打印材料，尤其是高黏度打印材料，在喷嘴5和辅材流道421处发生堵塞，且有利于保持打印材料的生物活性。

如图4所示，在该实施例中，辅材流道421直接设置于流道导热块31中，辅材由第二材料容器42出口出来后，经由该辅材流道流入喷嘴5内。将辅材流道421直接设置于流道导热块31中，能够按需调整辅材的流动路径，将辅材导流至需要的位置。

如图4所示，在该实施例中，有一部分辅材流道421在汇入喷嘴5之前需要经过喷嘴导热块21，为了实现主材和辅材的独立精准温控，位于喷嘴导热块21内的辅材流道421的四周设置有隔热层(图未示出)，该隔热层能够保证辅材流道21内部的温度免受其流经的喷嘴导热块21的温度的影响。

本发明的生物打印机温控***的设置方式并不局限于该实施例所示的方式，其可以根据生物打印机的生物打印材料容器4、喷嘴5和流道的具体结构关系进行相适应设置，例如，若生物打印机只包括一个生物打印材料容器4，则生物打印机温控***可以只包括一个容器温控***1，若生物打印机在第一材料容器1的出口至喷嘴5之间还设有较长的主材流道，则流道温控***3也可以用于对主材流道进行温控等等，这些设置方式都在本发明的保护范围之内。

本发明所提供的生物打印机，包括生物打印材料容器4和本发明的生物打印机温控***，生物打印机温控***的容器温控***1的导热套11设置于生物打印材料容器4的外周。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种生物打印机温控***，其特征在于，包括流道温控***(3)，所述流道温控***(3)用于控制生物打印机的生物打印材料容器(4)的出口与生物打印机的喷嘴(5)之间的流道的温度，以使所述流道的温度与生物打印材料所需要的温度相一致；而且，所述生物打印机温控***还包括容器温控***(1)，所述容器温控***(1)包括热交换装置，所述热交换装置用于与生物打印材料容器(4)进行热交换，以控制生物打印材料容器(4)的温度与其所盛装的生物打印材料所需要的温度相一致，所述生物打印机温控***还包括设置在所述生物打印材料容器(4)与所述热交换装置之间的第一均热板(14)，所述第一均热板(14)用于实现所述热交换装置与所述生物打印材料容器(4)之间的均匀热传递。

2.根据权利要求1所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述热交换装置包括热交换部件(12)和散热装置(13)，所述热交换部件(12)能够对所述生物打印材料容器(4)进行加热和制冷，所述第一均热板(14)设置在所述生物打印材料容器(4)与所述热交换部件(12)的第一侧之间，所述热交换部件(12)的第二侧与所述散热装置(13)连接，所述散热装置(13)用于实现所述热交换部件(12)与环境之间的热传递。

3.根据权利要求2所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述容器温控***(1)还包括第二均热板(15)，所述第二均热板(15)设置在所述热交换部件(12)的第二侧与所述散热装置(13)之间，用于实现所述热交换部件(12)与所述散热装置(13)之间的均匀热传递。

4.根据权利要求3所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述散热装置(13)包括散热片组(131)和散热风扇(132)，所述散热片组(131)与所述热交换部件(12)的第二侧连接，所述散热风扇(132)用于实现所述散热片组(131)与环境之间的热传递，所述第二均热板(15)设置在所述热交换部件(12)的第二侧与所述散热片组(131)之间，用于实现所述热交换部件(12)与所述散热片组(131)之间的均匀热传递。

5.根据权利要求4所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述散热风扇(132)的出风口背离所述生物打印机的打印平台设置。

6.根据权利要求4所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述散热风扇(132)为调速风扇，所述容器温控***(1)还包括散热温度检测控制装置，所述散热温度检测控制装置用于检测所述散热片组(131)的温度并能够依据所述散热片组(131)的温度与环境温度的差值来控制所述散热风扇(132)是否开启以及调节所述散热风扇(132)的转速。

7.根据权利要求1所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述容器温控***(1)还包括容器温度检测控制装置，所述容器温度检测控制装置用于检测所述生物打印材料容器(4)的温度并反馈给所述热交换装置以形成对所述生物打印材料容器(4)温度的闭环控制。

8.根据权利要求1所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述生物打印机温控***还包括喷嘴温控***(2)，所述喷嘴温控***(2)用于控制生物打印机的喷嘴(5)的温度，以使所述喷嘴(5)的温度与所述生物打印材料所需要的温度相一致。

9.根据权利要求8所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述喷嘴温控***(2)包括喷嘴导热块(21)，所述喷嘴导热块(21)设置在所述喷嘴(5)的外周。

10.根据权利要求1所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述流道温控***包括流道导热块(31)，所述流道导热块(31)设置在生物打印材料容器(4)的出口与喷嘴(5)之间的流道的外周。

11.根据权利要求1所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述生物打印机温控***包括两个独立的所述容器温控***(1)，其中一个容器温控***(1)用于对所述生物打印材料容器(4)的第一材料容器(41)进行温度控制，其中另一个容器温控***(1)用于对所述生物打印材料容器(4)的第二材料容器(42)进行温度控制。

12.根据权利要求2所述的生物打印机温控***，其特征在于，所述热交换部件(12)包括半导体制冷片。

13.一种生物打印机，其特征在于，包括如权利要求1所述的生物打印机温控***。

14.根据权利要求13所述的生物打印机，其特征在于，包括生物打印材料容器(4)，所述生物打印材料容器(4)包括第一材料容器(41)和第二材料容器(42)，所述生物打印机的喷嘴与所述第一材料容器(41)和所述第二材料容器(42)之一的出口通过所述流道连通，在所述流道外周设有流道导热块。

15.根据权利要求14所述的生物打印机，其特征在于，在所述喷嘴的外周上设有喷嘴导热块(21)，所述流道从所述出口依次穿过所述流道导热块和所述喷嘴导热块与所述喷嘴连通。

16.根据权利要求15所述的生物打印机，其特征在于，在所述喷嘴导热块(21)中的所述流道的外周上设有隔热层，用于隔离来自所述喷嘴导热块(21)的热量。

17.根据权利要求16所述的生物打印机，其特征在于：所述隔热层设置于所述流道与所述喷嘴导热块之间。