技术领域
[0001] 本
发明涉及生物或生物学材料的三维打印(3D)系统和方法,并且特别地是,涉及源自金丝燕可食用燕窝的纳米结构生物材料的打印。
背景技术
[0002] 在过去的十年中,三维(3D)打印正在从发展中的
原型进化到最终用户产品、大规模定制和复杂零件的生产。三维(3D)打印,特别是塑料或高分子材料的3D打印的商业应用正变得越来越流行和普遍。现今,有许多塑料或
聚合物材料3D打印工具可用,例如受欢迎的“Makerbot”,其以逐层方式喷出聚合物,直到完成复杂的3D产品。
[0003] 然而,食品或生物材料的3D打印的应用并不常见,特别是宝贵的生物材料的应用,这是一个相当未开发的领域。生物材料或生物学衍生材料是源自活生物体的材料。大多数这样的材料含有
碳并且能够腐烂。生物材料的示例是木材、油毡、稻草、
腐殖质、
肥料、树皮、
棉花、蜘蛛丝、壳质、
纤维蛋白、骨头和金丝燕可食用燕窝。
[0004] 生物产品的3D打印应用比典型的塑料或高分子材料复杂得多,每一种生物材料都有自己唯一和独特的一套生物、物理和化学特性,而且每一种唯一的生物材料都需要一套非常特殊的3D打印系统和打印方法学,以交付成功或良好的
质量和高产量的打印效果。
[0005] 一些生物材料是非常昂贵的材料,特别是金丝燕可食用燕窝。金丝燕是包含有金丝燕属、瀑布雨燕属、珍雨燕属和侏金丝燕属四属中的
鸟类。金丝燕属特别引人注意,因为它得回声
定位的使用和它的复杂构造的唾液巢,在某些物种中不含其他物种,如
羽毛、青苔或树枝。爪哇金丝燕是在东南亚发现的一个褐雨燕族的小鸟。
[0006] 本
说明书中使用的“可食用燕窝”词语包括由金丝燕吐唾液制成的燕窝。尤其是由爪哇金丝燕属金丝燕建造的可食用燕窝。原始的金丝燕燕窝包括干燥的唾液和/或混合鸟羽毛的干燥的唾液。
[0007] 金丝燕可食用燕窝或称为“燕窝”是非常珍贵的中药(TCM)成分之一。自一百年前中国人用于改善健康的目的食用这种TCM成分。传统上,所述金丝燕可食用燕窝是从洞穴中
收获的,然后清洁、成型和干燥。通常,干燕窝或“燕窝”与糖
水双重地煮沸,并且以液体或半液体形式食用。
[0008] 典型地,原始金丝燕可食用燕窝将通过长时间繁琐的基于水的清洗过程,然后接下来在销售给消费者之前通过一系列缓慢而高度劳动密集的塑造和干燥过程,以使其成为许多不同形状和尺寸。
[0009] 一般来说,食用燕窝塑造或成型过程是非常耗时的过程,主要是由于作业的性质,该作业是工人在将它们“美丽地”成型为一个理想的形状之前需要人工安排和匹配许多长的短的小的食用燕窝纹理或条带。因此,所述塑造或成型过程需要经验丰富且非常熟练的工人来交付“美丽地”已成型可食用燕窝。
[0010] 事实上,决定可食用燕窝产品定价的三个最重要的参数是它们的形状、质地和大小。本发明的主要目的是克服可食用燕窝加工挑战,以交付最佳的形状、质地和尺寸,特别是在改进塑造、成型和纹理/条带排列过程中。
发明内容
[0011] 本发明的主要目的是提供用于打印源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的成本有效的系统和方法。本发明旨在通过新颖的三维打印方法学和系统来提高金丝燕可食用燕窝加工的质量、产量、容量、生产
力和成本,特别是提高塑造、成型和纹理/条带排列过程。
[0012] 本发明包括从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印方法,所述生物材料由微米尺寸和/或纳米尺寸的金丝燕可食用燕窝颗粒组成。所述微米尺寸和/或纳米尺寸金丝燕可食用燕窝颗粒具有非常小的晶粒尺寸,这独特地促进了基于所述生物材料的所打印的物体的材料性能的提高。在基于所述生物材料的所打印的物体上观察到显著的光学(透明度)和机械性能的提高。所述纳米尺寸的颗粒在约1至999纳米的范围内。所述微米尺寸的颗粒在1至999微米的范围内。
[0013] 所提出的方法包括提供用于打印的物体的参数,并控制包括水和微米尺寸和/或纳米尺寸生物材料颗粒的混合物的
流体生物材料的沉积,以形成基于所述生物材料的物体。其中,在沉积和随后的脱水过程之后,将所述流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。所述流体生物材料也可包括其他可食用材料。
[0014] 在所述流体生物材料沉积期间和/或之后,将超低湿度气流专
门地引导到新沉积的流体生物材料上,以
加速脱水过程并使基于沉积的生物材料的物体或结构
变形最小化。所述超低湿度气流可通过气体过滤系统、气体冷却系统和/或气体消毒系统引导用于气体过滤、冷却和消毒。
[0015] 本发明中所提出的方法包括控制流体生物材料的沉积,该控制流体生物材料的沉积包括当控制流体生物材料的压力和/或流速之时,同时地控制流体生物材料的沉积
位置,使得沉积的生物材料形成物体。该方法还包括控制流体生物材料的沉积,该控制流体生物材料的沉积包括沉积流体生物材料的初始部分,然后在初始部分的至少外表面区域转化为固体或半固体区域之后,将流体材料的下一部分沉积在初始部分上,重复所述沉积步骤用于随后沉积所述流体生物材料。
[0016] 本发明中所提出的方法包括沉积流体生物材料的小球,该沉积流体生物材料的小球包括沉积一起形成三维物体的连接小球的堆叠,其中,最佳的小球尺寸直径约在1微米到1厘米的范围内。
[0017] 优选地,所述提出的方法包括控制来自流体生物材料沉积
喷嘴的流体生物材料流的沉积。所提出的方法包括在沉积之前和/或沉积期间控制流体生物材料在所述流体生物材料沉积喷嘴处加热和/或冷却。另外,所提出的方法包括在沉积之前和/或沉积期间控制来自所述流体生物材料沉积喷嘴处的所述流体生物材料的水分
蒸发。
[0018] 本发明提出的用于从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印系统,该系统包括:具有流体生物材料储存器和流体生物材料沉积喷嘴的沉积系统,用于分配流体生物材料,所述流体生物材料包括水和微米尺寸和/或纳米尺寸的生物材料颗粒的混合物;以及中心
控制器,其被配置为控制流体生物材料的沉积从而形成固体结构,使得在沉积和随后的脱水过程之后将流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。所述中心控制器被配置为当通过控制材料的压力和/或流速来控制流体生物材料的沉积之时,同时地控制材料的沉积位置,使得沉积的材料形成物体。在本发明中可包括流体生物材料沉积系统控制器以与所述中央控制器一起促进沉积过程。
[0019] 优选地,本发明包括独特的脱水系统,其包括在流体生物材料沉积喷嘴处的水
蒸发器、在封闭的
工作腔室中的超低湿度气流喷嘴和低湿度通道。所述流体生物材料沉积在所述封闭的工作腔室处的受控环境中,与除湿的、冷却的、过滤的和/或消毒的气体一起循环,以避免所述流体生物材料在沉积和脱水过程中降解。惰性气体、臭
氧气体或其它气体混合物可注入到所述工作腔室中以更好地防止所述沉积的流体生物材料降解。
[0020] 所述发明的所述封闭的工作腔室由等待站、沉积站和脱水站组成。所述存沉积站于所述等待站与所述脱水站之间。沉积平台从所述等待站转移到所述沉积站,然后在位于所述工作腔室中的工作腔室
输送机系统上转移到所述脱水站。
[0021] 本发明包括在所述沉积站处的多轴
机器人机械装置,其中,所述超低湿度气流喷嘴和所述流体生物材料沉积喷嘴附接到所述多轴机器人机械装置上的喷嘴夹持器。在本发明中,所述中央控制器被配置为控制所述多轴机器人机械装置以继续将所述超低湿度气流喷嘴和所述流体生物材料沉积喷嘴定位到用于沉积过程的多个预定义沉积位置。
[0022] 优选地,所述流体生物材料沉积喷嘴可配备有加热/冷却元件,以在沉积之前立即加热/冷却所述流体生物材料。此外,所述超低湿度气流喷嘴位于所述流体生物材料沉积喷嘴附近,以使所述超低湿度气流在沉积之后立即加速脱水过程。
[0023] 在所提出的系统中,所述流体生物材料沉积在位于所述沉积站处的所述输送机系统上的所述沉积平台上。可拆卸托盘应放置在所述沉积平台上,其允许所述流体生物材料沉积在所述可拆卸托盘上。所述可拆卸托盘或所述沉积平台上的沉积的流体生物材料将进入位于所述沉积站旁边的所述低湿度通道,以进一步增强脱水过程。
[0024] 在本发明中,沉积平台识别系统被集成以识别所述沉积平台。所述沉积平台识别系统由多个沉积平台、一个沉积平台识别标签/贴纸和一个沉积平台识别读取器/
扫描仪组成。一般而言,所述沉积平台识别系统是
射频识别(FRID)系统或
条形码识别(BI)系统。所述RFID标签或BI贴纸粘在所述沉积平台的一侧的
指定空间上。所述RFID读取器或BI扫描仪将读取或扫描所述RFID标签或BI贴纸,解码信息并更新信息到所述中央控制器。在将沉积指令给到所述沉积系统之前,所述沉积平台信息将被提交给所述中央控制器用于加工。但是,沉积平台识别系统不限于RFID或BI系统,可包括其他类型的识别系统。
[0025] 在本发明中,所有子系统的操作包括所述流体生物材料沉积系统、所述多轴机器人机械装置、所述输送机系统、所述沉积平台识别系统和所述脱水系统(气体除湿、气体过滤、气体冷却和气体消毒)由所述中央控制器监视和控制。机器操作员或技术人员将通过位于所述工作腔室前方的人机
接口单元(MMIU)与所述中央控制器通信。
[0026] 从下面结合
附图对本发明的详细描述中,本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加清楚。附图仅用于说明的目的而不是作为定义本发明的限制。应该理解,在不脱离本发明的精神和优点的情况下,可在细节中进行各种改变。
附图说明
[0027] 在附图中表示本发明的
实施例并且在下面的描述中更详细地描述,其中图:
[0028] 图1示出根据本发明的用于生物材料的三维打印系统的透视图。
[0029] 图2示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的系统的另一个透视图。
[0030] 图3示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的系统(没有盖和门)的透视图。
[0031] 图4示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的系统(没有盖和门)的另一个透视图。
[0032] 图5示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的工作腔室(没有盖和门)的透视图。
[0033] 图6示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的工作腔室(没有盖和门)的另一个透视图。
[0034] 图7示出根据本发明的具有可拆卸托盘的沉积平台的透视图。
[0035] 图8示出根据本发明的沉积喷嘴、超低湿度气流喷嘴、沉积平台、沉积平台夹紧机械装置和沉积平台识别系统的透视图。
[0036] 图9示出根据本发明的沉积喷嘴(具有冷却元件)、超低湿度气流喷嘴、沉积平台和所打印的物体的透视图。
[0037] 图10示出根据本发明的沉积喷嘴(具有加热元件)、超低湿度气流喷嘴、沉积平台和打印已物体的透视图。
[0038] 图11示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的上腔室(没有盖和门)的透视图。
[0039] 图12示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的上腔室(没有盖和门)的另一个透视图。
[0040] 图13示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的下部腔室(没有
盖子和门)的透视图。
[0041] 图14示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的所述系统的下部腔室(没有盖和门)的另一个透视图。
[0042] 图15示出根据本发明的配备有延伸的装载输送机、延伸的卸载输送机和封闭的腔室返回输送机系统的用于生物材料的三维打印的系统的透视图。
[0043] 图16示出根据本发明的配备有延伸的装载输送机、延伸的卸载输送机和封闭的低湿度返回输送机系统的用于生物材料的三维打印的系统的透视图。
[0044] 图17示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的优选示例1。
[0045] 图18示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的优选示例2。
[0046] 图19示出根据本发明的用于生物材料的三维打印的优选示例3。
具体实施方式
[0047] 图1和图2中示出根据本发明的从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印系统。参照图1和图2,所述系统通常包括工作腔室1、上腔室2和下腔室3。
[0048] 如本发明中图3、图4、图5和图6所示,所述工作腔室1包括入口门4、出口门5、工作腔室输送机系统6和三个工作站。参照图5和图6,第一工作站是等待站7,第二工作站是沉积站8,第三工作站是脱水站9。在本发明中包括所述工作腔室输送机系统6以将多个沉积平台10从一个工作站转移到另一个工作站。所述沉积平台10首先从所述入口门4转移到等待站
7,然后转移到所述沉积站8,随后转移到所述脱水站9,最后转移到所述出口门5。
[0049] 根据本发明的所提出的方法包括提供用于打印的物体的参数以及控制流体生物材料的沉积。其中,在沉积和随后的脱水过程之后,所述流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。所述流体生物材料也可包括其他可食用材料。如图1、图2、图3和图4所示,所述用于打印物体的所述参数经由
人机界面单元(MMIU)36提供给所述基于生物材料的物体打印系统。
[0050] 如图5和图6所示,所述沉积站8还包括流体生物材料管道19、超低湿度气
流管道20和返回气体管道21。所述流体生物材料管道19连接到位于所述下腔室3的流体生物材料储存器35。如图11和图12所示,所述超低湿度气流管道20连接到位于上腔室2的气体过滤系统31、气体冷却系统32和/或气体除湿系统33。
[0051] 在所述流体生物材料沉积期间和/或之后,将超低湿度气流经由超低湿度气流喷嘴18专门地引导到新沉积的流体生物材料上以加速脱水过程并使基于沉积的生物材料的物体或结构变形最小化。所述超低湿度气流可通过所述气体过滤系统31、气体冷却系统32和/或气体消毒系统引导用于气体过滤、冷却和消毒。
[0052] 本发明中所提出的方法包括控制流体生物材料的沉积,该控制流体生物材料的沉积包括当控制所述流体生物材料的压力和/或流速之时,同时地控制所述流体生物材料的沉积位置,使得沉积的生物材料形成物体。该方法还包括控制流体生物材料的沉积,该控制流体生物材料的沉积包括沉积流体生物材料的初始部分,然后在初始部分的至少外表面区域转化为固体或半固体区域之后,将流体材料的下一部分沉积在初始部分上,重复所述沉积步骤用于随后沉积所述流体生物材料。
[0053] 本发明中所提出的方法包括沉积流体生物材料的小球,该沉积流体生物材料的小球包括沉积一起形成三维物体的连接小球的堆叠,其中,最佳的小球尺寸直径约在1微米到1厘米的范围内。
[0054] 如图7所示,可拆卸托盘24位于或放置在所述沉积平台10处的空腔上,其允许所述流体生物材料沉积在所述可拆卸托盘24上。在本发明中,所述流体生物材料独特地包括水和微米尺寸和/或纳米尺寸的金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物。如图9和图10所示,所述微米尺寸和/或纳米尺寸的金丝燕可食用燕窝颗粒具有非常小的晶粒尺寸,这独特地促进了所打印的物体38的材料性能的提高。在基于所述生物材料的所打印的物体38上观察到显著的光学(透明度)和机械性能的提高。所述性能的提高主要是由于高高表面-体积比和分子间相互作用的加剧。所述流体生物材料中的所强化的分子间相互作用实际上改变了所述水和金丝燕可食用燕窝颗粒混合物的性质,这提高了所述所打印的物体38的材料性能。
纳米级相对于可见光的
波长太小以散射光并增加不透明度。所述纳米尺寸的金丝燕可食用燕窝颗粒具有非常小的晶粒尺寸,通常在约1至999纳米的范围内。但是,所述微米尺寸的颗粒在约1至999微米处具有相对较大的晶粒尺寸。
[0055] 通常,图1、图2、图3和图4所示的所述工作腔室1为受控环境腔室;其中所述工作腔室的湿度、
温度、压力以及气体成分和清洁度由称为中央控制器单元(CCU)34的中央控制器监视和控制。所述流体生物材料沉积在所述工作腔室处的所述受控环境中,与除湿的、冷却的、过滤的和/或消毒的气体一起循环,以避免所述流体生物材料在沉积和脱水过程中降解。惰性气体、臭氧气体或其它气体混合物可注入所述工作腔室中以更好地防止所述沉积的流体生物材料降解。
[0056] 所述中央控制器单元(CCU)34配备有操作
软件,并且负责监视和控制根据本发明的基于所述生物材料的物体打印系统的所有操作。此外,本发明中包括所述的人机接口单元(MMIU)36,以方便用户或技术人员操作所述的打印系统,并且还允许用户或技术人员与所述打印系统的所述操作软件进行通信或升级所述打印系统的所述操作软件。所述人机界面单元(MMIU)36位于所述工作站1的前方。另外,如图1、图2、图3和图4所示,应急
开关37也位于工作站的前方。
[0057] 如图5和图6所示,本发明中的所述等待站7接收沉积平台10,该沉积平台10正等待要转移到所述沉积站8用于沉积过程。在所述等待站7处有多个等待站接近
传感器11,以检测所述等待站7处的沉积平台10的存在。在所述入口门4附近还有多个入口门
接近传感器12,以检测在所述入口门4处的沉积平台10或其他物体的存在。
[0058] 如图5、图6和图8所示,并且根据本发明,所述沉积站8包括流体生物材料沉积系统、沉积平台夹紧系统13、沉积平台识别系统和紫外线消毒系统14。所述流体生物材料沉积系统由流体生物材料储存器35、流体生物材料管道19、流体生物材料沉积喷嘴17、超低湿度气流喷嘴18、喷嘴夹持机械装置16和多轴机器人机械装置15组成。
[0059] 在本发明中,所述超低湿度气流喷嘴18和所述流体生物材料沉积喷嘴17附接到所述多轴机器人机械装置15上的喷嘴夹持机械装置16。此外,沉积系统控制器39和所述中央控制器单元(CCU)34被配置为控制所述多轴机器人机械装置以将所述超低湿度气流喷嘴18和所述生物材料沉积喷嘴17定位到用于沉积过程的多个预编程的沉积位置。
[0060] 如图8、图9和图10所示,所述流体生物材料沉积喷嘴17在所述流体生物材料喷嘴尖端装备有水蒸发器25,以在沉积之前和/或沉积期间使所述流体生物材料部分地脱水。部分脱水的流体生物材料显著地增强随后的脱水过程并使沉积的结构变形最小化。
[0061] 所述流体生物材料沉积喷嘴17还配备有加热元件26或冷却元件27,以在沉积之前和/或沉积期间在所述流体生物材料沉积喷嘴17处加热或冷却所述流体生物材料。此外,所述超低湿度气流喷嘴18位于所述流体生物材料喷嘴19附近,以使所述超低湿度气流在沉积之后立即显著地加速脱水过程。
[0062] 在本发明中,沉积平台识别系统被集成以识别所述沉积平台。实际上,所述沉积过程可在特定的沉积平台上重复10。这主要是由于所述的打印或沉积程序可包括在特定的沉积平台10上的逐个小球或逐个部分的沉积步骤。因此,能够系统地识别每个沉积平台10及其活动历史记录是至关重要的。如图8所示,所述沉积平台识别系统由多个沉积平台10、一个沉积平台识别标签/贴纸22和一个沉积平台识别读取器/扫描仪23组成。一般而言,所述沉积平台识别系统是射频识别(FRID)系统或条形码识别(BI)系统。如图7和图8所示,所述RFID标签或BI贴纸22粘在所述沉积平台10的一侧的指定位置上。然而,所述沉积平台识别系统不限于RFID系统或BU系统,可包括其他类型的识别系统。所述RFID读取器或BI扫描器23将读取或扫描所述RFID标签或BI贴纸22。接着,所述沉积平台识别系统将对所述沉积平台信息进行解码,所述沉积平台信息包括所述沉积平台的全部活动历史10。所有所述解码的信息将被更新到所述中央控制器单元(CCU)34用于进一步的行动。详细信息对于所述中央控制器单元(CCU)34决定并采取行动是至关重要的。
[0063] 根据本发明,所述脱水站9包括出口门28、低湿度通道29、低湿度气流管道30、低湿度通道紫外线消毒系统和臭氧气体出口。在沉积之后,所述沉积平台10将从所述沉积站8转移到所述脱水站9处的所述低湿度通道29用于脱水过程。所述低湿度通道29与
相对湿度约5%至35%的低湿度气流一起流通。如图5、图6、图11和图12所示,所述低湿度气流通过位于所述工作腔室1处的低湿度气流管道30供应至所述低湿度通道29,并在所述上腔室2处连接到所述气体除湿系统33。
[0064] 在所述低湿度通道29中有多个接近传感器以检测沉积平台10的存在。位于靠近所述出口门5的多个出口门接近传感器28以检测在所述出口门5处的沉积平台10或其他物体的存在。
[0065] 参照图11和图12,所述上室2由气体过滤系统31、气体冷却系统32、气体除湿系统33和中央控制器单元(CCU)组成。所述气体过滤系统31还起到气体
净化系统的作用。所述气体除湿系统33用于除湿气体并控制所述工作腔室1中的相对湿度。在本发明中,所述气体除湿系统33在所述脱水站9处向所述低湿度通道29提供相对湿度约5%至35%的低湿度气流。
所述气体除湿系统33的另一个单元在所述沉积站8处向所述超低湿度气流喷嘴18提供相对湿度约0.1%至30%的超低湿度气流。本发明的关键特征之一是将所述超低湿度气流引导到新沉积的流体生物材料上以立即使所述沉积的流体生物材料脱水,其中至少将所述沉积的流体生物材料的外表面区域转化为固体或半固体区域,这将使所述基于沉积的生物材料的结构或物体变形最小化。
[0066] 参照图13和图14,所述下腔室3由流体生物材料储存器35、流体生物材料管道19、沉积控制器系统39、臭氧气体发生器40和臭氧气体管道43组成。所述流体生物材料正在准备下线,然后通过流体生物材料进口管道41装载到所述流体生物材料储存器35中。所述臭氧发生器40产生臭氧气体,然后通过所述臭氧气体管道43引导到所述工作腔室1。在本发明中,臭氧气体出口优选地位于所述低湿度通道29的前方。所述臭氧气体或其他气体混合物用于消毒所述工作腔室1。
[0067] 图15示出了本发明的另一实施例,所述基于生物材料的物体打印系统还优选地配备有封闭的返回输送机系统44、延伸的装载输送机系统45、延伸的卸载输送机系统46、延伸的装载输送机门47和延伸的卸载输送机门48。所述封闭的返回输送机系统44的功能是将所述沉积平台10上的所述沉积的流体生物材料从所述脱水站9转移到所述等待站7或所述延伸的卸载输送机45。在本发明中,所述封闭的返回输送机系统44的主要功能之一是将具有沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移回所述等待站7,用于后继沉积过程,直到形成或完成预编程的结构或物体。
[0068] 在图16中示出根据本发明的又一个实施例,所述基于生物材料的物体打印系统优选地还配备有封闭的低湿度返回输送机系统50、延伸的装载输送机系统45、延伸的卸载输送机系统46、延伸的装载输送机门47和延伸的卸载输送机门48。
[0069] 所述封闭的低湿度返回输送机系统50设置有受控环境,其起着如带有输送机的低湿度通道的作用。所述封闭的低湿度返回输送机系统50具有两个关键功能。
[0070] 第一功能是将所述沉积平台10上的所述沉积的流体生物材料从所述脱水站9转移到所述等待站7或所述延长的卸载输送机48。在本发明中,所述沉积平台10上的所述沉积的流体生物材料正在转移回所述等待站7用于后续沉积过程,直到形成或完成预编程的结构或物体。
[0071] 所述封闭的低湿度返回输送机系统50的第二功能是用作缓冲和另外的脱水站,在所述封闭的低湿度返回输送机系统50上缓冲或转移期间,所述缓冲和附加的脱水站使所述沉积的流体生物材料在所述沉积平10上脱水。
[0072] 如图16所示,所述封闭的低湿度返回输送机系统50优选地配备有多个封闭的返回输送机通道。附加的封闭返回输送机通道可用作缓冲通道,并且在所述沉积平台10正返回到所述等待站7或正转移到所述延伸的卸载输送机46之前,为在所述沉积平台10上的所述沉积的流体生物材料提供附加的脱水。在本发明中,所述封闭的低湿度返回输送机系统50与除湿的、冷却的,过滤的和/或消毒的气体一起循环,以避免所述沉积的流体生物材料在缓冲、转移和脱水过程中降解。
[0073] 实施本发明时有多种过程流组合。本发明公开内容中举例说明三个例子:
[0074] 示例1
[0075] 根据如图17所示的本发明示例1,从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印方法包括以下步骤:
[0076] a)制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料;
[0077] b)将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并连接到流体生物材料沉积喷嘴17;
[0078] c)通过提供用于打印或沉积的物体的参数来建立打印程序;
[0079] d)将多个沉积平台10装载到入口门4处的输送机上;
[0080] e)将所述沉积平台10转移到等待站7;
[0081] f)在人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序;
[0082] g)将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8;
[0083] h)通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置处以用于打印或沉积;
[0084] i)控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积;
[0085] j)将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9;
[0086] k)在所述脱水站9处使所述沉积的流体生物材料脱水;
[0087] 1)将所述沉积平台10从脱水站9转移到出口门5处的输送机,并且卸载具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10。
[0088] 根据如图17所示的本发明示例1。第一步是制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料。所述金丝燕可食用燕窝颗粒由微米尺寸和/或纳米尺寸颗粒组成。将所述水与所述金丝燕可食用燕窝颗粒完全混合。
[0089] 第二步是将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并通过流体生物材料管道19连接到流体生物材料沉积喷嘴17。
[0090] 第三步是经人机接口单元(MMIU)36通过提供用于打印或沉积的物体的参数来建立打印程序。
[0091] 第四步是将多个沉积平台10装载到入口4处的输送机上。
[0092] 第五步是将所述沉积平台10从所述入口门4转移到等待站7。
[0093] 第六步是在所述人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序。
[0094] 第七步是将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8用于打印或沉积过程。
[0095] 第八步是通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置以用于打印或沉积。
[0096] 第九步是控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积。所述中央控制器单元(CCU)34被配置为控制流体生物材料的沉积从而形成固体结构,使得在沉积和随后的脱水过程之后将流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。
[0097] 第十步是将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9。
[0098] 第十一步是在所述脱水站9处的所述低湿度通道29中使所述沉积的流体生物材料脱水。
[0099] 最后一步是将所述沉积平台10从脱水站9转移到出口门5处的输送机,并且卸载具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10。
[0100] 示例2
[0101] 根据如图18所示的本发明示例2,从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印方法包括以下步骤:
[0102] a)制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料;
[0103] b)将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并连接到流体生物材料沉积喷嘴17;
[0104] c)通过提供用于打印或沉积的物体的参数来建立打印程序;
[0105] d)将多个沉积平台10装载到延伸的装载输送机45和封闭的返回输送机系统44上;
[0106] e)将所述沉积平台10转移到等待站7;
[0107] f)在人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序;
[0108] g)将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8;
[0109] h)识别所述沉积平台10,在诸如中央控制器单元(CCU)34的中央控制器处解码信息并记录信息;
[0110] i)通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置处以用于打印或沉积;
[0111] j)控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积;
[0112] k)将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9;
[0113] 1)在所述脱水站9处使所述沉积的流体生物材料脱水;
[0114] m)将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述脱水站9转移到封闭的返回输送机44;
[0115] n)如步骤“e”所示,将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述封闭的返回输送机44转移到所述等待站7,重复步骤“e”至步骤“m”直到形成或完成物体或结构;以及
[0116] o)将具有所完成的物体的所述沉积平台10转移到延伸的卸载输送机46并卸载所述所完成的物体。
[0117] 根据如图18所示的本发明示例2。第一步是制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料。所述金丝燕可食用燕窝颗粒由微米尺寸和/或纳米尺寸颗粒组成。将所述水与所述金丝燕可食用燕窝颗粒完全混合。
[0118] 第二步是将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并通过流体生物材料管道19连接到流体生物材料沉积喷嘴17。
[0119] 第三步是经人机接口单元(MMIU)36通过提供用于打印或沉积的物体的参数来建立打印程序。
[0120] 第四步是将多个沉积平台10装载到延伸的装载输送机45和封闭的返回输送机系统44上。所述沉积平台10将从所述延伸的装载输送机45转移到所述封闭的返回输送机44。
[0121] 第五步是将所述沉积平台10从封闭的返回输送机44转移到等待站7。
[0122] 第六步是在所述人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序。
[0123] 第七步是将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8用于打印或沉积过程。
[0124] 第八步是识别所述沉积平台10。沉积平台识别系统将读取和解码信息。然后,将信息提交给诸如中央控制器(CCU)34的中央控制器。
[0125] 第九步是通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置处以用于打印或沉积。
[0126] 第十步是控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积。所述中央控制器单元(CCU)34被配置为控制流体生物材料的沉积从而形成固体结构,使得在沉积和随后的脱水过程之后将流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。
[0127] 第十一步是将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9。
[0128] 第十二步是在所述脱水站9处的所述低湿度通道29中使所述沉积的流体生物材料脱水。
[0129] 第十三步是将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述脱水站9转移到封闭的返回输送机44。
[0130] 第十四步是如第五步所示,将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述封闭的返回输送机44转移到所述等待站7。然后重复第五步到第十三步,直到形成或完成物体或结构。
[0131] 最后一步是将具有所完成的物体的所述沉积平台10转移到所述延伸的卸载输送机46并卸载所述完成的物体。
[0132] 示例3
[0133] 根据如图19所示的本发明示例3,从源自金丝燕可食用燕窝的生物材料的三维打印方法包括以下步骤:
[0134] a)制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料;
[0135] b)将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并连接到流体生物材料沉积喷嘴17;
[0136] c)通过提供用于打印的物体的参数来建立打印程序;
[0137] d)将多个沉积平台10装载到延伸的装载输送机45和封闭的低湿度返回输送机系统50上;
[0138] e)将所述沉积平台10转移到等待站7;
[0139] f)在人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序;
[0140] g)将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8;
[0141] h)识别所述沉积平台10,解码信息并在诸如中央控制器单元(CCU)34的中央控制器处记录信息;
[0142] i)通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置处以用于打印或沉积;
[0143] j)控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积;
[0144] k)将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9;
[0145] 1)在所述脱水站9处使所述沉积的流体生物材料脱水;
[0146] m)将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述脱水站9转移到封闭的低湿度返回输送机50;
[0147] n)在所述封闭的低湿度返回输送机50处的所述沉积平台10上继续使所述沉积的生物材料脱水,直到所述流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域;
[0148] o)如步骤“e”所示,将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述封闭的低湿度返回输送机50转移到所述等待站7,重复步骤“e”至步骤“n”直到形成或完成物体或结构;以及
[0149] p)将具有所完成的物体的所述沉积平台10转移到所述延伸的卸载输送机46并卸载所述所完成的物体。
[0150] 根据如图19所示的本发明示例3。第一步是制备包括水和金丝燕可食用燕窝颗粒的混合物的流体生物材料。所述金丝燕可食用燕窝颗粒由微米尺寸和/或纳米尺寸颗粒组成。将所述水与所述金丝燕可食用燕窝颗粒完全混合。
[0151] 第二步是将所述流体生物材料装载到流体生物材料储存器35中并通过流体生物材料管道19连接到流体生物材料沉积喷嘴17。
[0152] 第三步是经人机接口单元(MMIU)36通过提供用于打印的物体的参数来建立打印程序。
[0153] 第四步是将多个沉积平台10装载到延伸的装载输送机45和封闭的低湿度返回输送机系统50上。所述沉积平台10将从所述延伸的装载输送机45转移到所述封闭的低湿度返回输送机50。
[0154] 第五步是将所述沉积平台10从封闭的低湿度返回输送机50转移到等待站7。
[0155] 第六步是在所述人机接口单元(MMIU)36激活所述打印程序。
[0156] 第七步是将所述沉积平台10从所述等待站7转移到沉积站8用于打印或沉积过程。
[0157] 第八步是识别所述沉积平台10。沉积平台识别系统将读取和解码信息。然后,将信息提交给诸如中央控制器(CCU)34的中央控制器。
[0158] 第九步是通过所述沉积站8中的沉积平台保持或夹紧机械装置13将所述沉积平台10保持在预定位置处以用于打印或沉积。
[0159] 第十步是控制所述流体生物材料在所述沉积平台10或位于所述沉积平台10上的可拆卸托盘24上的沉积。所述中央控制器单元(CCU)34被配置为控制流体生物材料的沉积从而形成固体结构,使得在沉积和随后的脱水过程之后将流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。
[0160] 第十一步是将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10转移到脱水站9。
[0161] 第十二步是在所述脱水站9处的所述低湿度通道29中使所述沉积的流体生物材料脱水。
[0162] 第十三步是将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述脱水站9转移到封闭的低湿度返回输送机50。
[0163] 第十四步是在所述封闭的低湿度返回输送机50处的所述沉积平台10上继续使所述沉积的生物材料脱水,直到所述流体生物材料的至少外表面区域转化为固体或半固体区域。
[0164] 第十五步是如第五步所示,将具有所述沉积的流体生物材料的所述沉积平台10从所述封闭的低湿度返回输送机50转移到所述等待站7。然后重复第五步到第十四步,直到形成或完成物体或结构。
[0165] 最后一步是将具有所完成的物体的所述沉积平台10转移到所述延伸的卸载输送机46并卸载所述完成的物体。
[0166] 尽管为了说明的目的已经详细描述了本发明,但是应该理解,这样的细节仅仅是为了这个目的。还应该注意的是,本领域的技术人员可以对本发明进行
修改、调整和改变。采用本发明的概念和特征的这些变型实施例意图在本发明的范围内,其在所附
权利要求书中进一步阐述。