本發(fā)明涉及3d打印設備領域，尤其涉及一種水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置與方法。

背景技術：

隨著增材制造在各領域得到應用，水凝膠3d打印在醫(yī)藥和輕工食品領域越發(fā)普及，如何利用水凝膠材料打印更多的產(chǎn)品以及打印出精度更高的水凝膠結構成為水凝膠3d打印技術的關鍵，得到眾多科研工作者的關注。由于水凝膠是一種含水量較高的材料，在水凝膠面曝光3d打印的制備過程中，已打印部分會離開溶液的包覆或者密閉液體容器的保護，會裸露在外界環(huán)境，溫度和濕度會發(fā)生變化，導致打印好的水凝膠結構失水嚴重，進一步導致打印結構的變形，影響打印產(chǎn)品的質量，同時水凝膠光敏溶液也需要相對恒定的環(huán)境保證其性能的穩(wěn)定。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置與方法。以精確控制打印內環(huán)境的溫度和濕度，解決技術背景所存在問題的一種設備，其達到的效果是保證打印內環(huán)境處于一個穩(wěn)定的溫度和濕度范圍內，減少水凝膠打印結構的失水和變形，保證水凝膠光敏溶液的性能穩(wěn)定，提高水凝膠打印產(chǎn)品的質量。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置，包括隔熱玻璃殼1，隔熱玻璃殼1與其底部的連接基板5粘結，連接基板5再與打印機液槽基板6配合安裝，隔熱玻璃殼1頂部通過密封橡膠罩3與水凝膠3d打印機18的升降系統(tǒng)懸臂導桿19密封套接；隔熱玻璃殼1內部后壁安裝溫濕度傳感器15；

隔熱玻璃殼1右側壁開有上、下通氣孔，上通氣孔通過包覆隔熱棉的銅管13依次連接抽氣泵11、超聲波加濕發(fā)生器9和熱電半導體方形銅管8，再與隔熱玻璃殼1下通氣孔連接，形成密閉循環(huán)系統(tǒng)；

隔熱玻璃殼1內產(chǎn)生凝結水由底部的冷凝水收集器7收集；溫濕度傳感器15、熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11的供電電源和信號傳輸線統(tǒng)一連接到溫濕度控制器中，通過溫濕度控制器對整個裝置進行循環(huán)控制達到溫濕度穩(wěn)定在設置值。

溫度控制由裝有散熱翅片14的熱電半導體方形銅管8實現(xiàn)，通過熱電半導體方形銅管8的電流方向控制實現(xiàn)溫度的冷熱雙向控制。

所述隔熱玻璃殼1采用低輻射鍍膜玻璃材料。

所述密封橡膠罩3是兩端可密封可伸縮的橡膠套。

所述隔熱玻璃殼1上安裝有玻璃門2，玻璃門2上安裝有旋轉壓緊把手16。

所述密封橡膠罩3的側壁開設有密封導線口17。

所述熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11依次設置在安裝座10上。

本發(fā)明水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置的運行方法，包括如下步驟：

使用時，通過溫濕度控制器設置好溫濕度環(huán)境參數(shù)；

抽氣泵11啟動，隔熱玻璃殼1內氣體循環(huán)，溫濕度傳感器15檢測隔熱玻璃殼1內溫度和濕度，與設置環(huán)境參數(shù)對比，當溫度和濕度低于預設值，啟動熱電半導體方形銅管8和超聲波加濕發(fā)生器9，給循環(huán)氣體加濕同時加熱，使得循環(huán)氣體逐漸達到預設的環(huán)境參數(shù)，通過實時監(jiān)測打印內環(huán)境，與設定值對比來協(xié)調熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11工作，通過加熱與制冷、加濕與抽氣循環(huán)量的大小來實現(xiàn)溫濕度調節(jié)，保證打印內環(huán)境在恒定的范圍內。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果：

本發(fā)明設置有溫濕度控制器，通過溫濕度傳感器15實時監(jiān)測打印內環(huán)境的溫度和濕度的變化；通過溫濕度控制溫度濕度和抽氣泵的抽氣量，通過反饋溫濕度實現(xiàn)恒定溫濕度的控制。本發(fā)明結構簡單，可以很好解決水凝膠打印過程中時間長導致裸露部分失水嚴重以及減少收縮變形，可以廣泛應用在需要恒定溫濕度打印環(huán)境的面曝光3d打印機設備，也易于實現(xiàn)和推廣。

本發(fā)明實現(xiàn)一個相對密閉的水凝膠3d打印內環(huán)境，通過對密閉環(huán)境中的氣體不斷循環(huán)，保證密閉環(huán)境內的溫度和濕度保持在所需狀態(tài)，減少水凝膠長時間打印暴露在外環(huán)境中的失水，以及減少打印過程中因失水而導致的變形收縮，同時保證水凝膠光敏溶液的性能穩(wěn)定，進而提高水凝膠3d打印的質量。

本發(fā)明設計了簡單的與打印機升降系統(tǒng)懸臂導桿和打印液槽基板連接安裝部件，易于應用于水凝膠3d打印設備中，該設備整體結構簡單，所占空間小，實現(xiàn)內部環(huán)境控制穩(wěn)定高效，控制簡單，易于實現(xiàn)與推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構圖。

圖2為本發(fā)明左視圖。

圖3為本發(fā)明安裝在3d打印機上的主視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。

實施例

如圖1至3所示。本發(fā)明公開了一種水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置，包括隔熱玻璃殼1，隔熱玻璃殼1與其底部的連接基板5粘結，連接基板5再與打印機液槽基板6配合安裝，隔熱玻璃殼1頂部通過密封橡膠罩3與水凝膠3d打印機18的升降系統(tǒng)懸臂導桿19密封套接；隔熱玻璃殼1內部后壁安裝溫濕度傳感器15；

隔熱玻璃殼1右側壁開有上、下通氣孔，上通氣孔通過包覆隔熱棉的銅管13依次連接抽氣泵11、超聲波加濕發(fā)生器9和熱電半導體方形銅管8，再與隔熱玻璃殼1下通氣孔連接，形成密閉循環(huán)系統(tǒng)；

隔熱玻璃殼1內產(chǎn)生凝結水由底部的冷凝水收集器7收集；溫濕度傳感器15、熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11的供電電源和信號傳輸線統(tǒng)一連接到溫濕度控制器中，通過溫濕度控制器對整個裝置進行循環(huán)控制達到溫濕度穩(wěn)定在設置值。

溫度控制由裝有散熱翅片14的熱電半導體方形銅管8實現(xiàn)，通過熱電半導體方形銅管8的電流方向控制實現(xiàn)溫度的冷熱雙向控制。

所述隔熱玻璃殼1采用低輻射鍍膜玻璃材料。

所述密封橡膠罩3是兩端可密封可伸縮的橡膠套。

所述隔熱玻璃殼1上安裝有玻璃門2，玻璃門2上安裝有旋轉壓緊把手16。

所述密封橡膠罩3的側壁開設有密封導線口17。

所述熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11依次設置在安裝座10上。

本發(fā)明水凝膠3d打印內環(huán)境控制裝置的運行方法，可通過如下步驟實現(xiàn)：

使用時，通過溫濕度控制器設置好溫濕度環(huán)境參數(shù)；

抽氣泵11啟動，隔熱玻璃殼1內氣體循環(huán)，溫濕度傳感器15檢測隔熱玻璃殼1內溫度和濕度，與設置環(huán)境參數(shù)對比，當溫度和濕度低于預設值，啟動熱電半導體方形銅管8和超聲波加濕發(fā)生器9，給循環(huán)氣體加濕同時加熱，使得循環(huán)氣體逐漸達到預設的環(huán)境參數(shù)，通過實時監(jiān)測打印內環(huán)境，與設定值對比來協(xié)調熱電半導體方形銅管8、超聲波加濕發(fā)生器9和抽氣泵11工作，通過加熱與制冷、加濕與抽氣循環(huán)量的大小來實現(xiàn)溫濕度調節(jié)，保證打印內環(huán)境在恒定的范圍內。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種水凝膠3D打印內環(huán)境控制裝置與方法。包括隔熱玻璃殼，隔熱玻璃殼與底部的連接基板粘結，連接基板再與打印機液槽基板配合安裝，隔熱玻璃殼頂部通過密封橡膠罩與水凝膠3D打印機的升降系統(tǒng)懸臂導桿密封套接；隔熱玻璃殼內部后壁安裝溫濕度傳感器；隔熱玻璃殼右側壁開有上下通氣孔，上通氣孔通過包覆隔熱棉的銅管依次連接抽氣泵、超聲波加濕發(fā)生器和熱電半導體方形銅管，再與隔熱玻璃殼下通氣孔連接，形成密閉循環(huán)系統(tǒng)；本控制裝置設計了簡單的與打印機升降系統(tǒng)懸臂導桿和打印液槽基板連接安裝部件，易于應用于水凝膠3D打印設備中，該設備整體結構簡單，所占空間小，實現(xiàn)內部環(huán)境控制穩(wěn)定高效，控制簡單，易于實現(xiàn)與推廣。

技術研發(fā)人員：劉旺玉;江小勇;李鳴珂;孫冬;彭羽健;謝衛(wèi)規(guī)
受保護的技術使用者：華南理工大學
技術研發(fā)日：2017.04.10
技術公布日：2017.07.14