基于MAM和PAM的多噴頭3D打印系統(tǒng)研究.pdf

1、由于近年來的高速發(fā)展，增材制造（俗稱3D打印）已經(jīng)成為了目前最熱門的研究方向之一，而在機(jī)械制造（金屬打?。┖团R床醫(yī)學(xué)（生物打印）等方面尤為突出。骨組織工程是當(dāng)前公認(rèn)為最有發(fā)展前景的治愈骨缺損的方法，支架又是其中的關(guān)鍵。因此，越來越多的研究者開始研究具有生物活性的仿生支架制備方法，目前大多數(shù)的制備方法都是通過3D打印技術(shù)或者3D打印與其他技術(shù)相結(jié)合的方式。然而，骨組織工程的不斷發(fā)展，對(duì)仿生骨支架也提出了更高的要求，目前主流的3D打印技術(shù)已

2、經(jīng)很難滿足要求，因此研究者們不斷探索新的方法來制備更加仿生的骨組織支架。
　　本研究以電機(jī)擠出沉積技術(shù)（Motor Assisted Microsyringe，MAM）和氣動(dòng)擠出技術(shù)（Pressure Assisted Microsyringe，PAM）為基本打印方式，為滿足骨組織工程支架結(jié)構(gòu)和成分仿生兩方面的要求，對(duì)制備技術(shù)進(jìn)行了升級(jí)優(yōu)化，開發(fā)出適合骨組織工程“軟硬”材料（成分仿生）協(xié)調(diào)打印的多噴頭體系，為實(shí)現(xiàn)高仿生的骨組織工程

3、支架制備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　首先，本文分析了主流的打印噴頭，根據(jù)骨組織工程對(duì)打印工藝的需求，提出了采用電機(jī)擠出沉積技術(shù)和氣動(dòng)擠出技術(shù)作為打印噴頭構(gòu)建多噴頭打印系統(tǒng)，并詳細(xì)分析了多噴頭打印平臺(tái)的構(gòu)建方案。
　　其次，對(duì)電機(jī)擠出沉積技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力供給以及控制方案，詳細(xì)分析了擠出速度控制方案，并根據(jù)實(shí)際需求添加溫控以及其他模塊實(shí)現(xiàn)更多材料體系的打印。通過其單噴頭打印測試驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性。

4、>　　其后，對(duì)氣動(dòng)擠出技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。完成了氣路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵器件的選型；對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際的需求設(shè)計(jì)放大電路，保證電路系統(tǒng)的最優(yōu)；根據(jù)打印過程中料筒內(nèi)材料所受壓力變化曲線，確定氣壓的響應(yīng)時(shí)間，確定打印最小液滴的氣壓加載時(shí)間；通過針頭疏水化處理解決了衛(wèi)星液滴、流延問題；對(duì)氣動(dòng)擠出技術(shù)的精度控制、穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)測試。
　　最后，為實(shí)現(xiàn)多噴頭打印體系的運(yùn)行，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以及人際交互界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。分析了底層控