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一种用于3D生物 打印机的UV光固化装置

阅读：380发布：2023-03-11

专利汇可以提供一种用于3D生物打印机的UV光固化装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种用于3D 生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头，所述打印头设置在打印平台上侧，所述打印头下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝，所述打印头一侧设有UV 光源，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源激发出UV光束照射在圆柱细丝上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台形成一环形光斑，本发明能够使UV光束在平台上形成圆环形光斑，可以在固化生物材料的同时，光束照射避开点胶针头出口，避免堵住点胶针头出口。，下面是一种用于3D生物打印机的UV光固化装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头，其特征在于：所述打印头设置在打印平台上侧，所述打印头下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝，所述打印头一侧设有UV 光源，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源激发出UV光束照射在圆柱细丝上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台形成一环形光斑，环形光斑的半径计算公式为：
其中，r为圆环半径，H为UV光源出口距离打印平台的高度，h为UV光源出口距离圆柱细丝反射点水平方向的高度，α为UV光束与圆柱细丝反射点水平方向的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的UV光源波长为365-405nm。
3.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的UV光源的放置的角度α为30-90°。
4.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的UV光源的光束直径为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的UV光源附带散热装置。
6.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的UV光源设有1-4个平均分布在打印头四周，所述的UV光源会随着打印头的升高而一起升高，光斑逐渐从照射在打印平台上到打印出的支架上。
7.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的圆柱细丝的材料为金属或者玻璃。
8.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的圆柱细丝直径为0.1-1.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的点胶针头为细针形的或圆锥形的。
10.根据权利要求1所述的一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，其特征在于：所述的点胶针头直径为0.1-1.2mm。

说明书全文

一种用于3D生物 打印机的UV光固化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及 3D生物打印技术领域，具体为一种用于3D生物打印机的UV光固化装置。

背景技术

[0002] 3D生物打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括透明质酸、明胶、壳聚糖、海藻酸盐、琼脂糖)配置成一定浓度溶液，通过气动的方式打印成为设计的三维结构体，并使生物材料固化。

[0003] 3D生物打印机通常通过点胶针头挤出材料，点胶针头有细针形和圆锥形两种。通常，生物材料的固化有化学和物理两类方法，随着技术的发展，目前，使用UV光来固化改性的生物材料已成为热点。UV为ultraviolet的缩写，即紫外线。市面上的新一代3D生物打印机开始逐渐配备UV光固化装置。然而，大部分的UV光固化装置只是简单地放置UV 光源进行辐照，这样会使材料在打印针头出口处固化，导致针头堵塞，极大地影响打印效率。

发明内容

[0004] 本发明所解决的技术问题在于提供一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，以解决上述背景技术中的问题。

[0005] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头，所述打印头设置在打印平台上侧，所述打印头下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝，所述打印头一侧设有UV光源，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源激发出UV光束照射在圆柱细丝上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台形成一环形光斑，环形光斑的半径计算公式为：

[0006]

[0007] 其中，r为圆环半径，H为UV光源出口距离打印平台的高度，h为UV光源出口距离圆柱细丝反射点水平方向的高度，α为UV光束与圆柱细丝反射点水平方向的夹角。

[0008] 进一步的，所述的UV光源波长为365-405nm。

[0009] 进一步的，所述的UV光源的放置的角度α为30-90°。

[0010] 进一步的，所述的UV光源的光束直径为1-3mm。

[0011] 进一步的，所述的UV光源附带散热装置。

[0012] 进一步的，所述的UV光源设有1-4个平均分布在打印头四周，所述的UV光源会随着打印头的升高而一起升高，光斑逐渐从照射在打印平台上到打印出的支架上。

[0013] 进一步的，所述的圆柱细丝的材料为金属或者玻璃。

[0014] 进一步的，所述的圆柱细丝直径为0.1-1.5mm。

[0015] 进一步的，所述的点胶针头为细针形的或圆锥形的。

[0016] 进一步的，所述的点胶针头直径为0.1-1.2mm。

[0017] 与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明能够使UV光束在平台上形成圆环形光斑，可以在固化生物材料的同时，光束照射避开点胶针头出口，避免堵住点胶针头出口。附图说明

[0018] 图1为本发明的系统原理图。

[0019] 图2为本发明的用圆锥形点胶针头情况UV光固化装置示意图。

[0020] 图3为本发明的使用细针形点胶针头情况UV光固化装置示意图。

[0021] 图中：1-UV光源；2-圆柱细丝；3-打印平台；4-圆锥形点胶针头；5-细针形点胶针头；6-打印头；虚线为光路。

具体实施方式

[0022] 为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通，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。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。

[0023] 如图1-3所示，一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头6，所述打印头6设置在打印平台3上侧，所述打印头6下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝2，所述打印头6一侧设有UV光源1，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源1激发出UV光束照射在圆柱细丝2上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台3形成一环形光斑，环形光斑的半径计算公式为：

[0024]

[0025] 其中，r为圆环半径，H为UV光源出口距离打印平台的高度，h为UV光源出口距离圆柱细丝反射点水平方向的高度，α为UV光束与圆柱细丝反射点水平方向的夹角。

[0026] 具体的，所述的UV光源波长为365-405nm。

[0027] 具体的，所述的UV光源的放置的角度α为30-90°。

[0028] 具体的，所述的UV光源的光束直径为1-3mm。

[0029] 具体的，所述的UV光源附带散热装置。

[0030] 具体的，所述的UV光源设有1-4个平均分布在打印头四周，所述的UV光源会随着打印头的升高而一起升高，光斑逐渐从照射在打印平台上到打印出的支架上。

[0031] 具体的，所述的圆柱细丝的材料为金属或者玻璃。

[0032] 具体的，所述的圆柱细丝直径为0.1-1.5mm。

[0033] 具体的，所述的点胶针头为细针形的或圆锥形的。

[0034] 具体的，所述的点胶针头直径为0.1-1.2mm。

[0035] 本发明的工作原理为：

[0036] 如图2所示，当3D生物打印机使用圆锥形点胶针头时，所述的UV光源1安装在打印头6上，所述的圆锥形点胶针头4与打印头6相连接，所述的圆柱细丝2安装在打印头6上，UV光源1照射圆柱细丝2在打印平台3上形成圆环形光斑。

[0037] 如图3所示，当3D生物打印机使用细针形点胶针头时，所述的UV光源1安装在打印头6上，所述的细针形点胶针头5与打印头6相连接，所述的UV光源1激发UV光束照射在细针形点胶针头5上，并且在平台3上形成圆环形光斑。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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