CN109366972A - 3d生物打印*** - Google Patents

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王玲
陈熠
戴嘉韵
徐铭恩
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Abstract

本发明提供了一种3D生物打印***，该3D生物打印***包括控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件及喷射组件；控制组件包括材料输出控制模块、运动控制模块、温度控制模块。运动控制模块通过运动组件控制旋转组件及喷射组件运动；材料输出控制模块通过气泵组件控制喷射组件将材料喷射至旋转组件的旋转杆上；温度控制模块通过温度调节组件调节喷射组件的喷射温度及旋转杆的温度。由此在旋转组件的旋转杆旋转过程中，控制喷射组件将材料喷射或挤出到该旋转杆上，从而实现生物制品的旋转打印；这样通过旋转杆作为中空结构的生物制品的支撑，无需使用额外的支撑材料，从而有效降低了材料成本和经济成本。

Description

3D生物打印***
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种3D生物打印***。
背景技术
3D生物打印则是以计算机三维模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，定位装配生物材料或活细胞，制造人工植入支架、组织器官和医疗辅助等生物医学产品。
当启动3D生物打印机时，电脑建模程序会设计出需要打印的器官剖面图，来精准指导随后的打印过程；而后“墨粉”将通过打印头聚拢在事先设计好的生物相容性材料上，按照一定的图案来逐渐形成打印器官的雏形，构建活体组织。
然而上述这种传统的3D生物打印是在一个平面上堆砌生物材料从而形成人体器官或者医疗支架，但人体中有许多管状的器官如血管、肠道等，如果用传统的打印方法，将会浪费大量的支撑材料，增加经济成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D生物打印***，通过旋转杆作为中空结构的生物制品的支撑，无需使用额外的支撑材料，从而有效降低了材料成本和经济成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种3D生物打印***，包括：控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件及喷射组件；
所述控制组件包括材料输出控制模块、运动控制模块、温度控制模块；
所述运动控制模块与所述运动组件连接，通过所述运动组件控制所述旋转组件及所述喷射组件运动；
所述材料输出控制模块连接所述气泵组件，通过所述气泵组件控制所述喷射组件将材料喷射或挤出至所述旋转组件的旋转杆上；
所述温度控制模块与所述温度调节组件连接，通过所述温度调节组件调节所述喷射组件的喷射或挤出温度及所述旋转杆的温度。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制组件还包括湿度控制模块、电压控制模块；所述***还包括湿度调节组件、高压电源；
所述湿度控制模块与所述湿度调节组件连接，通过所述湿度调节组件控制当前环境的湿度；
所述电压控制模块与所述高压电源连接，所述高压电源与所述喷射组件连接；所述电压控制模块控制所述高压电源为所述喷射组件供电。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括恒温恒湿箱，所述控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件、湿度调节组件及喷射组件均设置在所述恒温恒湿箱内，所述恒温恒湿箱与所述温度调节组件、湿度调节组件分别连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述气泵组件包括气泵、气压比例阀和给气电磁阀，所述材料输出控制模块控制所述气压比例阀和所述给气电磁阀的开度，高压气体通过所述气泵、所述气压比例阀和所述给气电磁阀后传输至所述喷射组件。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述喷射组件包括喷头连接器和多个喷头，所述喷头连接器用于连接喷头，并对喷头进行切换；
所述气泵组件输出的高压气体经过所述喷头连接器传输至喷头；
所述喷头的类型包括低温电纺喷头、高温电纺喷头、多通道喷头、高温打印喷头、纺织头中的一种或者多种。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述运动组件包括电机驱动器、三轴电机、三轴线性模组、旋转轴电机及信号采集装置；所述喷射组件连接在所述三轴线性模组上；
所述电机驱动器驱动所述三轴电机与所述旋转轴电机，所述三轴电机通过所述三轴线性模组带动所述喷射组件移动，所述旋转轴电机驱动所述旋转组件；
所述信号采集装置采集所述三轴电机与所述旋转轴电机的旋转信息，并将所述旋转信息反馈至所述运动控制模块。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述运动组件包括三轴运动组件，所述三轴运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件及Z轴运动组件；
所述X轴运动组件包括X轴电机及X轴线性模组，所述Y轴运动组件包括Y轴电机及Y轴线性模组，所述Z轴运动组件包括Z轴电机及Z轴线性模组；
所述喷射组件中的喷头连接器与所述Z轴线性模组连接，所述Z轴线性模组控制所述喷射组件中的喷头连接器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述旋转组件包括旋转轴设备及旋转杆；所述旋转轴设备与所述运动组件的旋转轴电机连接；所述旋转杆包括光滑旋转杆和纺织旋转杆；
所述旋转轴电机驱动所述旋转轴设备带动所述旋转杆转动；
所述旋转杆内设置有空腔，所述空腔内设置有所述温度调节组件，所述温度调节组件调节所述旋转杆的温度。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，所述旋转组件包括旋转轴设备及旋转杆；所述旋转轴设备包括夹紧装置、连接件及第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮；
第三同步带轮连接所述运动组件的旋转轴电机，由所述第三同步带轮带动所述第二同步带轮和所述第一同步带轮；
所述第一同步带轮通过连接件和夹紧装置连接旋转杆，以使旋转轴电机驱动旋转杆转动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，所述控制组件还包括监控模块，所述监控模块包括监控组件和定位组件，所述监控组件用于监控所述旋转组件中的旋转轴设备；所述定位组件用于监控所述喷射组件中的喷头连接器。
本发明实施例带来了以下有益效果：
在本发明实施例中，该3D生物打印***包括控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件及喷射组件；控制组件包括材料输出控制模块、运动控制模块、温度控制模块；运动控制模块与运动组件连接，通过运动组件控制旋转组件及喷射组件运动；材料输出控制模块连接气泵组件，通过气泵组件控制喷射组件将材料喷射或挤出至旋转组件的旋转杆上；温度控制模块与温度调节组件连接，通过温度调节组件调节喷射组件的喷射温度及所述旋转杆的温度。由此在旋转组件的旋转杆旋转过程中，控制喷射组件将材料喷射或挤出到该旋转杆上，从而实现生物制品的旋转打印；这样通过旋转杆作为中空结构的生物制品的支撑，相较于现有技术中在一个平面上堆砌材料打印的方式，无需使用额外的支撑材料，从而有效降低了材料成本和经济成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种3D生物打印***的功能说明示意图；
图2为本发明实施例提供的一种3D生物打印***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种3D生物打印***的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种3D生物打印***的主视图；
图5为本发明实施例提供的一种3D生物打印***的俯视图；
图6为本发明实施例提供的一种高温打印喷头的剖视图；
图7为本发明实施例提供的一种运动组件的结构连接示意图；
图8为本发明实施例提供的一种运动组件的主视图；
图9为本发明实施例提供的一种运动组件的俯视图；
图10为本发明实施例提供的一种旋转组件的主视图；
图11为本发明实施例提供的一种旋转组件的俯视图；
图12为本发明实施例提供的一种光电传感器的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种定位组件的示意图。
图标：
100-控制组件；110-材料输出控制模块；120-运动控制模块；130-温度控制模块；140-湿度控制模块；150-电压控制模块；160-监控模块；010-监控组件；020-定位组件；200-运动组件；210-电机驱动器；220-三轴电机；221-X轴电机；222-Y轴电机；223-Z轴电机；224-X轴线性模组；225-Y轴线性模组；226-Z轴线性模组；230-旋转轴电机；240-信号采集装置；300-旋转组件；310-旋转轴设备；311-夹紧装置；312-连接件；313-第一同步带轮；314-第二同步带轮；315-第三同步带轮；320-旋转杆；321-光滑旋转杆；322-纺织旋转杆；400-气泵组件；410-气泵；420-气压比例阀；430-给气电磁阀；500-温度调节组件；510-加热器；520-制冷器；600-喷射组件；62-喷头；610-喷头连接器；620-低温电纺喷头；630-高温电纺喷头；640-多通道喷头；650-高温打印喷头；651-适配器；652-活塞筒；653-第一活塞；654-环槽部；655-活塞杆；656-活塞筒端盖；657-料筒；658-第二活塞；659-针头；660-纺织头；700-湿度调节组件；710-加湿器；720-降湿器；800-恒温恒湿箱；900-高压电源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出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。
目前传统的3D生物打印是在一个平面上堆砌生物材料从而形成人体器官或者医疗支架，但人体中有许多管状的器官如血管、肠道等，如果用传统的打印方法，将会浪费大量的支撑材料，增加经济成本。基于此，本发明实施例提供的一种3D生物打印***，可以在旋转组件的旋转杆旋转过程中，控制喷射组件将材料喷射或挤出到该旋转杆上，从而实现生物制品的旋转打印；这样通过旋转杆作为中空结构的生物制品的支撑，相较于现有技术中在一个平面上堆砌材料打印的方式，无需使用额外的支撑材料，从而有效降低了材料成本和经济成本。
参见图1，利用上述3D生物打印***可以但不限于实现纺织(例如对肠道支架的纺织)、生物打印(例如对血管、肠道支架的打印)及获得静电纺丝(例如熔体纺丝及溶液纺丝)。
下面结合具体的实施例对本发明提出的3D生物打印***进行详细介绍。参见图2-5，上述3D生物打印***包括：控制组件100、运动组件200、旋转组件300、气泵组件400、温度调节组件500及喷射组件600；控制组件100包括材料输出控制模块110、运动控制模块120、温度控制模块130；
其中，运动控制模块与运动组件连接，通过运动组件控制旋转组件及喷射组件运动。
材料输出控制模块连接气泵组件，通过气泵组件控制喷射组件将材料喷射或挤出至旋转组件的旋转杆上。
温度控制模块与温度调节组件连接，通过温度调节组件调节喷射组件的喷射或挤出温度及旋转杆的温度。在可能的实施例中，该温度调节组件包括加热器510和制冷器520。
在打印过程中，在旋转组件的旋转杆的转动过程中，运动组件将喷头移动至相应的位置，将材料喷射或挤出到旋转杆上，从而实现3D生物旋转打印。
在实际应用时，根据加载的三维模型，运动控制模块控制运动组件运动，由运动组件带动旋转组件旋转，同时带动喷射组件运动；同时材料输出控制模块控制气泵组件开始工作，使得气泵组件通过气流控制喷射组件将材料喷射或挤出至旋转杆上。另外，考虑到大部分生物的材料在由喷射组件挤出成型时需要合适的对应温度，因此，在该3D生物打印***的工作过程中，有温度控制模块通过温度调节组件调节喷射组件的喷射或挤出温度，及旋转杆的温度，从而保证各种材料保持在要求的温度范围内。
参见图3，上述控制组件还包括湿度控制模块140，该***还包括湿度调节组件700；该湿度控制模块与湿度调节组件连接，通过该湿度调节组件控制当前环境的湿度。在可能的实施例中，该湿度调节组件包括加湿器710和降湿器720。
在另外的实施例中，上述***还包括恒温恒湿箱800，上述控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件、湿度调节组件及喷射组件均设置在恒温恒湿箱内，该恒温恒湿箱与温度调节组件、湿度调节组件分别连接。由此，可以通过恒温恒湿箱配合温度控制模块和湿度控制模块，共同控制温度调节组件和湿度调节组件，从而提高的该***的控温和控湿效果。
参见图3，上述气泵组件400包括气泵410、气压比例阀420和给气电磁阀430，上述材料输出控制模块控制气压比例阀和给气电磁阀的开度，高压气体通过气泵、气压比例阀和给气电磁阀后传输至喷射组件。具体地，在需要进行喷射材料时，材料输出控制模块控制气压比例阀调节到适应的比例，并控制给气电磁阀打开，从而将高压气体提供至喷射组件，并将材料挤出。
其中上述喷射组件600包括喷头连接器610和多个喷头62，该喷头连接器用于连接喷头，并对喷头进行切换。其中，该喷头连接器可以但不限于包括夹持装置和连接装置，该夹持装置用于抓取固定喷头，连接装置用于为该喷头提供电源接口和通信接口。上述喷头的类型可以但不限于包括低温电纺喷头620、高温电纺喷头630、多通道喷头640、高温打印喷头650、纺织头660中的一种或者多种。该气泵组件输出的高压气体经过喷头连接器传输至相应的喷头。在喷头喷射的过程中，可以通过上述湿度调节组件，调节各个喷头的喷射温度。
在可能的实施例中，参见图6，本实施例提供一种高温打印喷头的剖视图。该高温打印喷头包括适配器651，由活塞筒652、第一活塞653、环槽部654及活塞杆655构成的推进装置，活塞筒端盖656，料筒657，第二活塞658，针头659以及喷头外壳。
在应用过程中，料筒657中装有高分子材料，温度调温组件中的加热器510将该高分子材料加热至熔融。高压气体经由适配器651进入推进装置中的活塞筒652，第一活塞653由于受到上下压差的影响向下运动。活塞杆655推动料筒657中的第二活塞658将该高分子材料从针头659挤出。
上述控制组件还包括电压控制模块150，上述***还包括高压电源900；该电压控制模块与高压电源连接，该高压电源与喷射组件连接；该电压控制模块控制高压电源为喷射组件供电，具体地，该高压电源为上述低温电纺喷头620、高温电纺喷头630供电。
在可能的实施例中，上述运动组件200包括电机驱动器210、三轴电机220、三轴线性模组(图3中未示出)、旋转轴电机230及信号采集装置240，喷射组件连接在三轴线性模组上。上述电机驱动器驱动三轴电机与旋转轴电机，该三轴电机通过三轴线性模组带动喷射组件移动，该旋转轴电机驱动旋转组件旋转。同时，信号采集装置采集该三轴电机与旋转轴电机的旋转信息，并将旋转信息反馈至运动控制模块，以便于运动控制模块精确的对该运动组件进行控制。
可选的，参见图7-9，上述运动组件可以包括三轴运动组件，分别为X轴运动组件、Y轴运动组件及Z轴运动组件；上述三轴电机包括X轴电机221、Y轴电机222及Z轴电机223；三轴线性模组包括X轴线性模组224、Y轴线性模组225及Z轴线性模组226。其中，该X轴运动组件包括X轴电机及X轴线性模组，Y轴运动组件包括Y轴电机及Y轴线性模组，该Z轴运动组件包括Z轴电机及Z轴线性模组。具体地，上述喷射组件中的喷头连接器与Z轴线性模组连接，由Z轴线性模组控制喷头连接器，进而带动各个喷头(低温电纺喷头620、高温电纺喷头630、多通道喷头640、高温打印喷头650、纺织头660)移动。
进一步的，上述旋转组件300包括旋转轴设备310及旋转杆；该旋转轴设备310与旋转轴电机连接。该旋转轴电机驱动旋转轴设备带动旋转杆转动。其中旋转杆包括光滑旋转杆321和纺织旋转杆322。在可能的实施例中，上述旋转杆内设置有空腔，该空腔内设置有温度调节组件，该温度调节组件调节旋转杆的温度，也就是通过加热器或者是制冷器调节上述光滑旋转杆及纺织旋转杆。
在可能的实施例中提出了一种旋转组件，该旋转组件的主视图及俯视图分别如图10和图11所示。该旋转组件包括旋转轴设备310和旋转杆320，该旋转轴设备310包括夹紧装置311、连接件312及第一同步带轮313、第二同步带轮314、第三同步带轮315。其中旋转轴电机230连接第三同步带轮315，并由第三同步带轮315带动第二同步带轮314和第一同步带轮313。第一同步带轮通过连接件312和夹紧装置311连接旋转杆320，从而旋转轴电机通过同步带轮带动旋转杆转动。具体地，上述旋转杆320、夹紧装置311、第一同步带轮313的转动轴线处于同一水平直线，且转动平稳。
在可能的实施例中，上述控制组件还包括监控模块160，监控模块160包括监控组件010和定位组件020，该监控组件用于监控旋转组件，具体可以用于监控上述旋转轴设备和喷头连接器。
其中该监控组件可以为光电耦合传感器，该光电耦合传感器用于定位旋转杆的原点位置(例如可以表示为0度)。或者该监控组件也可以是摄像头，该摄像头用于指向喷头的针尖，用于监控打印情况。
上述定位组件用于定位喷头连接器上喷头的针尖的位置。具体可以但不限于采用以下几种方式进行定位：
(1)三个光电传感器定位；
该三个光电传感器可以分别分布在三轴运动组件对应的三轴方向上。上述光电传感器中间设置凹槽(参见图12)，当物体经过凹槽时，物体阻挡了传感器的光线，此时光电传感器会触发信号。因此针尖依次(顺序可随意变动)通过三个光电传感器的凹槽时会触发信号，分别对针尖三轴坐标进行定位；此时结合触发信号时三轴电机转动的位置对针尖坐标进行定位。其中三个光电传感器是一起放在特定的定位区域，以减少针尖定位时间。
(2)接近开关+摄像头(XY)定位；
接近开关设置在Z轴线性模组所在的第一方向(称为Z轴方向)上，摄像头指向喷头的针尖。具体地，针尖移动到摄像头位置拍照，上位机软件中手动定位针尖位置得到由垂直于第一方向的平面(XY平面)位置，针尖向下碰触接近开关得到Z轴方向的位置。
(3)两个摄像头加两光源；
参见图13，两个摄像头呈90°摆放，光源与摄像头一一相对设置，在可能的实施例中，从光源发出的光束通过透镜射出具体地，将针尖移到光源与摄像头中间，摄像头的白色图像中出现黑色的针尖轮廓，软件计算针尖位置。
需要说明的是，上述定位方式仅是示例性的说明，并不能作为对本发明的具体限定。
综上所述，本发明提供一种3D生物打印***，可以实现管状支架的打印。该***可以打印可降解肠道支架，将高分子材料加热熔融，并以细丝的形式沉积在旋转杆上，或者沉积在旋转杆上已有的高分子材料的细丝上；该***还可以进行静电纺丝，将熔融的高分子材料或者高分子溶液在高压电场的作用下，喷射或者挤压到旋转杆上；该***还可以通过编织的方法制造可降解肠道支架，并加热定型；该***还可用作打印血管以及肠道支架。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种3D生物打印***，其特征在于，包括：控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件及喷射组件；
所述控制组件包括材料输出控制模块、运动控制模块、温度控制模块；
所述运动控制模块与所述运动组件连接，通过所述运动组件控制所述旋转组件及所述喷射组件运动；
所述材料输出控制模块连接所述气泵组件，通过所述气泵组件控制所述喷射组件将材料喷射或挤出至所述旋转组件的旋转杆上；
所述温度控制模块与所述温度调节组件连接，通过所述温度调节组件调节所述喷射组件的喷射或挤出温度及所述旋转杆的温度。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制组件还包括湿度控制模块、电压控制模块；所述***还包括湿度调节组件、高压电源；
所述湿度控制模块与所述湿度调节组件连接，通过所述湿度调节组件控制当前环境的湿度；
所述电压控制模块与所述高压电源连接，所述高压电源与所述喷射组件连接；所述电压控制模块控制所述高压电源为所述喷射组件供电。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，还包括恒温恒湿箱，所述控制组件、运动组件、旋转组件、气泵组件、温度调节组件、湿度调节组件及喷射组件均设置在所述恒温恒湿箱内，所述恒温恒湿箱与所述温度调节组件、湿度调节组件分别连接。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述气泵组件包括气泵、气压比例阀和给气电磁阀，所述材料输出控制模块控制所述气压比例阀和所述给气电磁阀的开度，高压气体通过所述气泵、所述气压比例阀和所述给气电磁阀后传输至所述喷射组件。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述喷射组件包括喷头连接器和多个喷头，所述喷头连接器用于连接喷头，并对喷头进行切换；
所述气泵组件输出的高压气体经过所述喷头连接器传输至喷头；
所述喷头的类型包括低温电纺喷头、高温电纺喷头、多通道喷头、高温打印喷头、纺织头中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述运动组件包括电机驱动器、三轴电机、三轴线性模组、旋转轴电机及信号采集装置；所述喷射组件连接在所述三轴线性模组上；
所述电机驱动器驱动所述三轴电机与所述旋转轴电机，所述三轴电机通过所述三轴线性模组带动所述喷射组件移动，所述旋转轴电机驱动所述旋转组件；
所述信号采集装置采集所述三轴电机与所述旋转轴电机的旋转信息，并将所述旋转信息反馈至所述运动控制模块。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述运动组件包括三轴运动组件，所述三轴运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件及Z轴运动组件；
所述X轴运动组件包括X轴电机及X轴线性模组，所述Y轴运动组件包括Y轴电机及Y轴线性模组，所述Z轴运动组件包括Z轴电机及Z轴线性模组；
所述喷射组件中的喷头连接器与所述Z轴线性模组连接，所述Z轴线性模组控制所述喷射组件中的喷头连接器。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述旋转组件包括旋转轴设备及旋转杆；所述旋转轴设备与所述运动组件的旋转轴电机连接；所述旋转杆包括光滑旋转杆和纺织旋转杆；
所述旋转轴电机驱动所述旋转轴设备带动所述旋转杆转动；
所述旋转杆内设置有空腔，所述空腔内设置有所述温度调节组件，所述温度调节组件调节所述旋转杆的温度。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述旋转组件包括旋转轴设备及旋转杆；所述旋转轴设备包括夹紧装置、连接件及第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮；
第三同步带轮连接所述运动组件的旋转轴电机，由所述第三同步带轮带动所述第二同步带轮和所述第一同步带轮；
所述第一同步带轮通过连接件和夹紧装置连接旋转杆，以使旋转轴电机驱动旋转杆转动。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制组件还包括监控模块，所述监控模块包括监控组件和定位组件，所述监控组件用于监控所述旋转组件中的旋转轴设备；所述定位组件用于监控所述喷射组件中的喷头连接器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110039774A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 3d打印机及其打印方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080192074A1 (en) * 2003-08-29 2008-08-14 Martine Dubois Method and Device for the Production of a Three-Dimensional Multi-Material Component by Means of Ink-Jet-Type Printing
CN103948456A (zh) * 2014-04-22 2014-07-30 上海大学 自动化控制的转盘式气动多喷头生物3d打印成形***及方法
CN104999668A (zh) * 2015-06-25 2015-10-28 浙江大学 一种回转式管状组织生物3d打印成型装置及其方法
US20160214303A1 (en) * 2013-08-23 2016-07-28 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education Robotic Electroprosessing System and Method
CN106012052A (zh) * 2016-08-03 2016-10-12 苏州大学附属第二医院 结合生物打印和静电纺丝技术制造人工血管的装置
CN108527841A (zh) * 2018-02-26 2018-09-14 南昌大学 一种多模态的生物打印***及生物打印***制备仿生支架的方法
CN209037018U (zh) * 2018-11-20 2019-06-28 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 3d生物打印***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080192074A1 (en) * 2003-08-29 2008-08-14 Martine Dubois Method and Device for the Production of a Three-Dimensional Multi-Material Component by Means of Ink-Jet-Type Printing
US20160214303A1 (en) * 2013-08-23 2016-07-28 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education Robotic Electroprosessing System and Method
CN103948456A (zh) * 2014-04-22 2014-07-30 上海大学 自动化控制的转盘式气动多喷头生物3d打印成形***及方法
CN104999668A (zh) * 2015-06-25 2015-10-28 浙江大学 一种回转式管状组织生物3d打印成型装置及其方法
CN106012052A (zh) * 2016-08-03 2016-10-12 苏州大学附属第二医院 结合生物打印和静电纺丝技术制造人工血管的装置
CN108527841A (zh) * 2018-02-26 2018-09-14 南昌大学 一种多模态的生物打印***及生物打印***制备仿生支架的方法
CN209037018U (zh) * 2018-11-20 2019-06-28 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 3d生物打印***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110039774A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 3d打印机及其打印方法
CN110039774B (zh) * 2019-05-24 2023-09-12 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 3d打印机及其打印方法

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