本申請涉及3d打印，尤其是涉及一種醫生培訓取材的3d打印系統及其打印方法。

背景技術：

1、醫生培訓病理取材時需要用到心臟、血管、組織等各種結構作為標本供教學所用，然而這些結構處于供不應求的狀態，且用真實的器官或組織進行培訓，容易造成生物醫療器材的浪費，3d打印技術為以上問題提供了新的解決方案。

2、3d打印技術是指一種累計制造技術，可以通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。用3d打印技術打印出的人體模型可以包含豐富的細節，且具有錯綜復雜的皮膚網、骨骼等結構，可供教學使用。

3、從上述可知，諸多用作醫生培訓的人體結構模型組成復雜，精細結構、粗糙同質結構交錯，在此前提下如果要生產出高精度的模型，則應當選用噴頭孔徑較小的打印機，但是這種打印結構，速度較慢；而更換孔徑較大的噴頭打印機，模型又相對粗糙，因此本申請提出一種新的技術方案。

技術實現思路

1、為了便于滿足打印需求的同時提高打印效率，本申請提供一種醫生培訓取材的3d打印系統及其打印方法。

2、本申請提供一種醫生培訓取材的3d打印系統，采用如下的技術方案：

3、一種醫生培訓取材的3d打印系統，包括打印機主體，所述打印機主體的打印頭包括出料模塊和連通于出料模塊的出料端口的噴頭，其特征在于：還包括控制模塊和循環切換機構，所述出料模塊的下部安裝循環切換機構，所述循環切換機構包括圓盤和帶動圓盤轉動的轉動組件，所述圓盤軸向固定有中心軸，所述中心軸轉動連接于出料模塊，所述轉動組件位于圓盤和出料模塊的中間；

4、所述噴頭為多個且噴頭的孔徑大小不一，多個所述噴頭環繞圓盤的中心安裝于圓盤，所述出料模塊的出料端口連接有導料結構，所述導料結構至少包括一個出料端口且出料端口位于噴頭的移動軌跡的正上方；

5、所述轉動組件電連接于控制模塊，所述控制模塊配置為：

6、獲取各個噴頭的規格、圓盤的半徑r以及噴頭在圓盤上的位置（xn,yn,zn），并記錄為打印頭固定屬性；其中，n為噴頭的序號；

7、獲取噴頭與三維模型中各個組成的匹配關系，并預存于數據庫；

8、獲取待打印的目標的三維模型，并識別確定初始打印位置、初始打印所匹配的噴頭，生成打印頭移動控制指令和噴頭切換控制指令；其中，噴頭切換控制指令包括圓盤的待旋轉角度α，待旋轉角度α基于打印頭固定屬性計算；

9、若當前執行打印動作，則識別當前時刻t1時長后需要打印的對象，并查找數據庫確定匹配的噴頭，對應生成噴頭切換控制指令；其中，t1為預設值。

10、可選的，所述圓盤的上方設置有用于提供熱溶液清洗噴頭內殘留物的沖水機構，所述沖水機構包括主管道、多個沖水管以及供水單元，所述主管道的一端連通于供水單元的出水端，另一端連通于充沖水管的一端，多個所述沖氣管的另一端分布在噴頭的移動軌跡的正上方。

11、可選的，所述圓盤底部可拆卸連接有收集盒，移動至所述導料結構的出料端口正下方的噴頭位于收集盒外，所述收集盒外接有收集組件，所述收集組件包括收集管和抽水單元，所述收集管的一端連通于收集盒，另一端連通于抽水單元的抽水端，所述抽水單元的出水端連接有廢料盒，廢料盒的高度大于收集盒的高度。

12、可選的，所述轉動組件包括齒輪一、齒輪二、電機以及旋轉編碼器，所述出料模塊的底部設置有固定座，所述電機安裝于固定座，所述電機的輸出端和齒輪二的旋轉軸固定，所述齒輪一的中心與中心軸同軸固定，所述齒輪一和齒輪二嚙合，所述旋轉編碼器安裝于中心軸的端部，所述電機和旋轉編碼器電連接于控制模塊。

13、可選的，所述中心軸的內部挖設有安裝槽，所述安裝槽內安裝有電缸，所述電缸的伸縮端伸出安裝槽的槽口且固定于圓盤的中心，所述固定座的內部沿高度方向挖設有滑槽，所述滑槽內滑移連接有滑塊，所述電機安裝于滑塊。

14、可選的，所述噴頭中心偏離于打印頭的中心，所述控制模塊配置為：

15、獲取當前位置時打印頭的坐標；

16、獲取出料模塊的出料端口正下方的噴頭的坐標；

17、計算打印頭的中心軸線至噴頭的中心軸線在x軸上的差值x1-x，并定義為d1；

18、計算打印頭的中心軸線至噴頭的中心軸線在y軸上的差值y1-y，并定義為d2；

19、獲取當前時刻t1時長后需要打印的對象的坐標（xt,yt,zt）；

20、基于當前位置時打印頭的坐標、當前時刻t1時長后需要打印的對象的坐標（xt,yt,zt）、打印頭的中心軸線至噴頭的中心軸線在x軸上的差值d1以及打印頭的中心軸線至噴頭的中心軸線在y軸上的差值d2，計算并分析打印頭的移動距離。

21、可選的，所述出料模塊電連接于控制模塊，所述控制模塊配置為：

22、獲取更換前后的兩個噴頭的噴料孔的孔徑；

23、基于噴料孔的孔徑以及圓的面積公式計算分析更換后的噴頭的出料流速的相差倍率；

24、基于分析得到的更換后的噴頭的出料流速相差倍率，控制調整的出料流速倍率。

25、本申請提供一種醫生培訓取材的3d打印方法，采用如下的技術方案：

26、一種醫生培訓取材的3d打印方法，應用于如權利要求1-7任一所述的醫生培訓取材的3d打印系統執行打印工作，包括以下步驟：

27、s1、打印前準備，其包括：

28、備用本次打印所需的噴頭并將噴頭的規格和安裝位置錄入控制模塊；

29、備用本次打印所需的原材料并固定于進料端；

30、s2、打印模型，其包括：

31、利用醫生培訓取材的3d打印系統實時監控打印進度并及時調整打印精度及速度；

32、s3、打印后處理，其包括：

33、打磨打印完成后的模型表面；

34、清理打印機，清洗或更換收集盒。

35、綜上所述，本申請包括以下有益技術效果：在出料模塊下方增加循環切換機構，并且安裝多個規格的噴頭，根據模型的具體精細需求更換不同規格和孔徑的打印頭，從而可以滿足醫生取材所用的模型的打印需求。

技術特征：

1.一種醫生培訓取材的3d打印系統，包括打印機主體，所述打印機主體的打印頭（1）包括出料模塊（2）和連通于出料模塊（2）的出料端口的噴頭（3），其特征在于：還包括控制模塊（5）和循環切換機構（4），所述出料模塊（2）的下部安裝循環切換機構（4），所述循環切換機構（4）包括圓盤（41）和帶動圓盤（41）轉動的轉動組件（42），所述圓盤（41）軸向固定有中心軸（412），所述中心軸（412）轉動連接于出料模塊（2），所述轉動組件（42）位于圓盤（41）和出料模塊（2）的中間；

2.根據權利要求1所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于：所述圓盤（41）的上方設置有用于提供熱溶液清洗噴頭（3）內殘留物的沖水機構，所述沖水機構包括主管道、多個沖水管（6）以及供水單元，所述主管道的一端連通于供水單元的出水端，另一端連通于沖水管（6）的一端，多個所述沖水管（6）的另一端分布在噴頭（3）的移動軌跡的正上方。

3.根據權利要求2所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于：所述圓盤（41）底部可拆卸連接有收集盒（43），移動至所述導料結構（21）的出料端口正下方的噴頭（3）位于收集盒（43）外，所述收集盒（43）外接有收集組件，所述收集組件包括收集管（7）和抽水單元，所述收集管（7）的一端連通于收集盒（43），另一端連通于抽水單元的抽水端，所述抽水單元的出水端連接有廢料盒，廢料盒的高度大于收集盒（43）的高度。

4.根據權利要求3所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于：所述轉動組件（42）包括齒輪一（421）、齒輪二（422）、電機（423）以及旋轉編碼器（425），所述出料模塊（2）的底部設置有固定座（424），所述電機（423）安裝于固定座（424），所述電機（423）的輸出端和齒輪二（422）的旋轉軸固定，所述齒輪一（421）的中心與中心軸（412）同軸固定，所述齒輪一（421）和齒輪二（422）嚙合，所述旋轉編碼器（425）安裝于中心軸（412）的端部，所述電機（423）和旋轉編碼器（425）電連接于控制模塊（5）。

5.根據權利要求4所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于：所述中心軸（412）的內部挖設有安裝槽，所述安裝槽內安裝有電缸（413），所述電缸（413）的伸縮端伸出安裝槽的槽口且固定于圓盤（41）的中心，所述固定座（424）的內部沿高度方向挖設有滑槽，所述滑槽內滑移連接有滑塊，所述電機（423）安裝于滑塊。

6.根據權利要求5所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于：所述噴頭（3）中心偏離于打印頭（1）的中心，所述控制模塊（5）配置為：

7.根據權利要求6所述的醫生培訓取材的3d打印系統，其特征在于，所述出料模塊（2）電連接于控制模塊（5），所述控制模塊（5）配置為：

8.一種醫生培訓取材的3d打印方法，其特征在于：應用于如權利要求1-7任一所述的醫生培訓取材的3d打印系統執行打印工作，包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種醫生培訓取材的3D打印系統及其打印方法，涉及3D打印技術領域，其包括打印機主體，打印機主體的打印頭包括出料模塊和連通于出料模塊的出料端口的噴頭，還包括控制模塊和循環切換機構，出料模塊的下部安裝循環切換機構，循環切換機構包括圓盤和帶動圓盤轉動的轉動組件，圓盤軸向固定有中心軸，中心軸轉動連接于出料模塊，所述轉動組件位于圓盤和出料模塊的中間；噴頭為多個且噴頭的孔徑大小不一，多個噴頭環繞圓盤的中心安裝于圓盤，出料模塊的出料端口連接有導料結構，導料結構至少包括一個出料端口且出料端口位于噴頭的移動軌跡的正上方。本申請具有滿足打印需求的同時提高打印效率的效果。

技術研發人員：徐芳華,張志勤,郭麗霞
受保護的技術使用者：徐芳華
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28