技术摘要：
本发明公开了一种用于生物3D打印的同轴喷头，包括内喷头，具备向下延伸的内喷管，内喷头的顶部还具备顶进料口；外喷头，具备与内喷管同轴且设置在内喷管外围的外喷管，外喷管的内径大于内喷管的外径，外喷头还具备侧进料口，外喷管、内喷管之间的空间与侧进料口连通；  全部
背景技术：
增材制造也称3D打印，由于具有高精度、快速成型和制备复杂结构的优点，可满足 个性化医疗的需求，近年来在组织工程方面有广泛的应用。然而随着技术的发展，传统的单 喷头打印已无法满足现有需求。组织工程打印过程中同轴喷头不仅可以打印出利于营养物 质运输的中空结构，同时还可以打印出模拟两种组织形成的多材料包裹结构。 现有同轴喷头利用内外管的上端或中部连接制作同轴喷头，难以进行内外通道的 中心轴对齐。同时在打印过程中受到材料的挤压，前端打印喷头容易受力形变，难以保证同 轴度。 在组织工程3D打印中，由于复合材料具有更好的生物性能和力学性能，组织工程 支架的材料选择越来越青睐于复合材料。例如聚合物混合陶瓷材料、水凝胶混合陶瓷材料、 水凝胶混合细胞外基质等等。然而在打印过程中，复合材料中混合的陶瓷粉末或是细胞外 基质会出现沉淀的现象，造成喷头堵塞或是打印出的材料不均匀的现象。
技术实现要素：
本发明要解决的问题在于提供一种用于生物3D打印的同轴喷头，保证外喷管、内 喷管作业时的同轴度，提升打印原料的均匀度。 为解决上述问题，本发明提供一种用于生物3D打印的同轴喷头，为达到上述目的， 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种用于生物3D打印的同轴喷头，包括：内喷头，具备向下延伸的内喷管，内喷头 的顶部还具备顶进料口；外喷头，具备与内喷管同轴且设置在内喷管外围的外喷管，外喷管 的内径大于内喷管的外径，外喷头还具备侧进料口，外喷管、内喷管之间的空间与侧进料口 连通；螺旋件，内喷头、外喷头上分别具备与内喷管、外喷管连通的上空腔、下空腔，上空腔、 下空腔的自身直径均大于外喷管的内径，内喷管穿过下空腔，螺旋件包括分别位于上空腔、 下空腔内的螺旋叶片、螺旋挡片，螺旋件还包括内喷管外壁上凸起的螺旋条，螺旋条上背离 内喷管自身轴线的顶部不与外喷管的内壁接触。 采用上述技术方案的有益效果是：螺旋条因为自身粗度的原因，其缩小了局部位 置处内喷管外壁与外喷管内壁之间的距离，改善内喷管、外喷管两者间的同轴度。有螺旋条 的物理接触效果，防止内喷管与外喷管过于偏移，保证工作状态下结构强度相对弱的内喷 管、外喷管的同轴度。同时螺旋条径向的顶部又是不与外喷管内壁接触的，因为内喷管、外 喷管自己的空间已经足够窄，螺旋条与外喷管内壁接触会大大增加外喷管内物料的运行阻 力。螺旋条另外还可以在喷管内对物料实现再一次的螺旋搅拌，这种在输出端的搅拌方式 可以缓解粉末物料沉淀的问题。外喷管、内喷管分别独立输出物料，螺旋叶片为内喷管内的 物料进行螺旋搅动，螺旋挡片、螺旋条先后对外喷管内的物料进行螺旋搅拌，使得物料更加 3 CN 111730864 A 说　明　书 2/5 页 均一，保证打印出来的成品的品质。 作为本发明的进一步改进，内喷头包括相互连通的内喷管、圆筒件，上空腔位于圆 筒件内，外喷头包括与圆筒件的底部密封装配的连接块，连接块连通有进料管，进料管在背 离连接块的一端为侧进料口，进料管自身轴线方向与内喷管自身轴线方向垂直，下空腔位 于连接块内。 采用上述技术方案的有益效果是：圆筒件、连接块具备足够的尺寸来分别布局上 空腔、下空腔。侧进料方式使用同轴布置的内喷管、外喷管。 作为本发明的更进一步改进，螺旋挡片位于下空腔的内壁上，螺旋挡片的螺旋角 大于螺旋叶片的螺旋角。 采用上述技术方案的有益效果是：由于先天设计的原因，下空腔的竖向高度往往 小于上空腔，所以螺旋挡片的螺距相对要小。这样可以控制下空腔的竖向尺寸，同时又可以 保证下喷头内物料的螺旋搅拌程度。 作为本发明的又进一步改进，进料管上的侧进料口的另一端为对接口，沿进料管 的自身轴线方向投影，对接口从自身位置至下空腔的形心处的投影均不与螺旋挡片接触， 螺旋挡片构成避让对接口的避让口。 采用上述技术方案的有益效果是：避让口处因为没有螺旋挡片，所以此处进料的 阻力较小，保证进料初期时的顺畅。 作为本发明的又进一步改进，螺旋条的螺旋方向与螺旋挡片的螺旋方向相反。 采用上述技术方案的有益效果是：外喷头内的物料会先后经历螺旋挡片、螺旋条 的螺旋引导，两者螺旋方向相反可以进一步提高物料的搅拌均匀度。 作为本发明的又进一步改进，螺旋条的螺距大于螺旋挡片的螺距。 采用上述技术方案的有益效果是：螺旋条处在较窄的空间内，螺旋条的螺距要足 够大，使得螺旋条每一圈轴向上的间距大，否则会大大增加物料穿过外喷管、内喷管之间空 间的阻力。 作为本发明的又进一步改进，上空腔的空间构成台阶孔，台阶孔上存在止口，止口 上接触有垫圈，螺旋叶片设置在垫圈背离顶进料口的一侧，螺旋叶片的顶部与垫圈接触，沿 台阶孔自身轴线视角，螺旋叶片的顶部与垫圈上的通孔构成两个镜像对称的半圆形的过料 口。 采用上述技术方案的有益效果是：止口正好可以对垫圈进行限位。两个镜像对称 的半圆形的过料口将通孔两等分，使得内喷头内的物料两等分并在后续的传送中反复等分 与混合。 作为本发明的又进一步改进，沿台阶孔自身轴线方向，螺旋叶片由包括若干个依 次对接的扭转片，每个扭转片的顶部边沿与底部边沿的朝向互相垂直，扭转片的底部边沿 与相邻扭转片的顶部边沿的朝向相互垂直。 采用上述技术方案的有益效果是：扭转片保证了螺旋叶片并不是一个单纯一体的 螺旋叶片，内喷头内的物料在经过每个扭转片时被分隔并重新混合，分隔方式也是基本两 等分，经过螺旋叶片导向后的物料基本搅拌均匀、状态均一。 作为本发明的又进一步改进，螺旋叶片最底部的扭转片还连接有一个半圆形板， 半圆形板的自身平面与台阶孔自身轴线相互平行。 4 CN 111730864 A 说　明　书 3/5 页 采用上述技术方案的有益效果是：半圆板的形状、摆布使得内喷头内的物料最后 在脱离螺旋叶片时整体蠕动比较均匀。 作为本发明的又进一步改进，上空腔、下空腔的内壁均具备内圆周面，螺旋叶片不 与上空腔的内圆周面接触，螺旋挡片与下空腔的内圆周面接触，螺旋挡片在下空腔的自身 轴线处还具备供内喷管穿过的竖向贯通空间。 采用上述技术方案的有益效果是：因为内喷头的物料是穿过垫圈的过料口的，相 对比较靠近上空腔的自身轴线。外喷头的物料因为径向进入下空腔内，其运动趋势容易贴 着下空腔的内壁，所以螺旋挡片与下空腔的内圆周面接触。而竖向贯通空间能给内喷管让 出路径空间。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1是本发明一种实施方式的主视图； 图2是本发明一种实施方式的俯视图； 图3是本发明一种实施方式的A-A剖视图； 图4是本发明一种实施方式的B处局部放大图； 图5是本发明一种实施方式的螺旋叶片的立体图； 图6是本发明一种实施方式的螺旋叶片的立体图； 图7是本发明一种实施方式的内喷头的立体图； 图8是本发明一种实施方式的立体图； 图9是本发明一种实施方式的B处局部放大图； 图10是本发明一种实施方式的立体图； 图11是本发明一种实施方式的C处局部放大图。 1-顶进料口；2-内喷头；3-螺旋叶片；4-侧进料口；5-进料管；6-外喷头；7-螺旋挡 片；8-螺旋条；9-内喷管；10-外喷管；11-过料口；12-垫圈；13-上空腔；14-连接块；15-内出 口；16-外出口；17-扭转片；18-半圆形板；19-下空腔；20-避让口。