本發(fā)明涉及一種自動配料和混料的多噴頭生物3D打印設(shè)備，用于細胞和生物材料打印，屬于組織工程技術(shù)和生物3D打印領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
對于受損大塊軟組織及內(nèi)臟器官的治療，人體組織器官移植是一種極為有效的治療方法。但是由于器官供體來源短缺、免疫排斥等問題存在，器官移植治療在實際運用中存在難以克服的困難。而組織工程的提出為解決上述問題開辟了新的途徑。組織工程是將活細胞通過某種方法附合在生物材料基質(zhì)或者制備的支架上，來構(gòu)建功能組織替代物。然后將構(gòu)建的組織替代物進行培養(yǎng)以后植入患者體內(nèi)，替換原有病變組織器官來恢復(fù)原有的身體機能實現(xiàn)對疾病治療。目前組織工程皮膚的研究和運用就組織工程良好發(fā)展前景的有效例證。近幾年來，3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展，為工業(yè)制造開辟了新的制造生產(chǎn)模式。在生物領(lǐng)域內(nèi)，生物打印、細胞三維受控組織等技術(shù)也應(yīng)用而生。這些技術(shù)具有操作單個細胞或單成分微小尺寸液滴的能力，可以精確控制操作對象的空間位置和分布，對于實現(xiàn)大塊組織和器官構(gòu)建過程中不同種細胞和生物材料的空間位置沉積有著巨大的意義。因此，開發(fā)生物打印技術(shù)是未來組織工程研究的必然趨勢。中國專利(申請?zhí)?010101932132)涉及一種復(fù)雜器官前體三維受控成形機用多噴頭噴射裝置；中國專利(申請?zhí)?01010193223.6)涉及一種復(fù)雜器官前體三維受控成形機用多噴頭噴射裝置；中國專利(申請?zhí)?00910099785.0)涉及轉(zhuǎn)盤式多噴頭復(fù)雜器官前體三維受控成形系統(tǒng)，以上的3個專利是應(yīng)用于多種細胞材料的受控組裝的，其共同特點是采用多個噴頭(噴頭一樣)，工作時通過相互切換，工作效率低，雖然是多種材料但是材料逐一打印不易混合均勻。中國專利(201210065932.5)涉及一種細胞三維受控組裝機用多料源輸送單噴嘴噴射裝置，采用單噴嘴實現(xiàn)多料源打印，雖能實現(xiàn)多料源按需切換，但是不能進行按比例配料和混料，也存在儲存的料源較少更換不便的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，實現(xiàn)滿足大塊/小塊軟組織和內(nèi)臟器官的多種細胞和材料的構(gòu)建要求，開發(fā)一種能夠自動配料和混料的多噴頭生物3D打印設(shè)備，能自動完成按比例配料并進行混合，可選擇點噴頭、線噴頭或面噴頭進行高效成型打印，也可交叉選擇噴頭滿足多種打印需求，同時配有專門的料罐儲料，不用人工干預(yù)補充料源，易于實現(xiàn)自動控制，大大提高打印效率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種自動配料和混料的多噴頭生物3D打印設(shè)備包括氣壓壓料罐、壓料罐管夾、固定板、電磁換向閥閥組a、電磁換向閥閥組b、混料罐組件、面噴頭、點噴頭、噴頭托架、線噴頭、電機固定架、移動頂梁、取料驅(qū)動臂、工作臺、側(cè)板；所述電磁換向閥閥組a和電磁換向閥閥組b均至少由兩個電磁換向閥組成，電磁換向閥閥組a和電磁換向閥閥組b固定安裝在側(cè)板上，其進出口接口均與料管連接；所述氣壓壓料罐上部與進氣管連接，下部與料管連接，中部與壓料罐管夾同軸配合安裝，且通過壓料罐管夾與側(cè)板固定安裝，氣壓壓料罐的數(shù)量與電磁換向閥閥組a內(nèi)的的電磁換向閥的數(shù)量相同；所述混料罐組件上部與電機固定架前端固定卡套同軸固定安裝，中部與固定板中心孔同軸固定安裝；所述固定板、電機固定架、噴頭托架與側(cè)板前板面固定安裝，側(cè)板底部與工作臺一側(cè)的頂部固定安裝；所述面噴頭、點噴頭和線噴頭的筒體與噴頭托架中的通孔同軸固定安裝，筒體上部與料管連接；所述取料驅(qū)動臂的豎直伸縮段可上下移動，其上部與移動頂梁的滑道配合安裝，可沿移動頂梁滑道左右移動；所述移動頂梁兩端下部與工作臺上部的滑道配合安裝，可沿工作臺滑道前后移動。所述混料罐組件由電機、聯(lián)軸器、旋蓋、混料筒、攪拌器組成；所述攪拌器上部與旋蓋中心孔同軸安裝，且能相對轉(zhuǎn)動，攪拌器的上部軸端與聯(lián)軸器的下部連接，整體與混料筒同軸安裝；所述混料筒中部與固定板中心孔同軸固定安裝，上部與旋蓋同軸固定安裝，底部連接接頭與料管連接，旋蓋上部的連接接頭中一個與進氣管連接，其余連接接頭與料管連接；所述電機機體與電機固定架前端電機卡套同軸固定安裝，電機下端與聯(lián)軸器上端連接，電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動攪拌器在混料筒中旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)混料過程。所述點噴頭的噴頭頭部安裝有壓電元件。所述面噴頭的噴頭頭部至少開有2個噴孔。所述旋蓋.上部至少有三個連接接頭。所述混料筒.下部至少有1個連接接頭。任一項所述多噴頭生物3D打印設(shè)備的控制方法包括如下步驟：工作前，將所需氣壓壓料罐內(nèi)填充打印生物材料；混料過程：根據(jù)當前的打印材料需求，向氣壓壓料罐上部進氣管加壓，此時與氣壓壓料罐下部對應(yīng)的電磁換向閥閥組a的電磁換向閥得電開啟，將所需生物材料按照配比輸送到混料罐組件的混料筒內(nèi)，待達到要求后，電磁換向閥閥組a的電磁換向閥失電關(guān)閉，切斷氣壓壓料罐的進氣。然后混料罐組件上部的電機起動，通過聯(lián)軸器帶動下部的攪拌器旋轉(zhuǎn)，將混料筒內(nèi)的生物材料混合均勻；打印過程：移動頂梁在工作臺滑道上可前后移動，取料驅(qū)動臂在移動頂梁滑道上可左右移動，取料驅(qū)動臂自身豎直伸縮段可上下調(diào)節(jié)，在移動頂梁和取料驅(qū)動臂的配合運動下使取料驅(qū)動臂的前部卡抓可以卡住噴頭托架中任意一個噴頭的筒體部位，然后取料驅(qū)動臂上移，將所需噴頭從噴頭托架中取出，在移動頂梁和取料驅(qū)動臂的配合運動下控制所需噴頭移動到打印位置，然后通過旋蓋上的進氣管對混料筒內(nèi)通氣加壓，當電磁換向閥閥組b中與所需噴頭對應(yīng)的電磁換向閥得電開啟，便可將混料筒內(nèi)的生物材料通過料管從噴頭中擠出，在移動頂梁和取料驅(qū)動臂配合運動下按照預(yù)定路徑完成生物材料的打印工作；根據(jù)所需打印生物組織的要求，可選擇相應(yīng)的點噴頭、線噴頭或面噴頭或者交叉選用，精確、快速和高效地完成打印過程。其有益效果是：1、本發(fā)明能夠自動完成配料和混料過程，無需人員干預(yù)，提高打印效率。2、多噴頭設(shè)計可更好地適應(yīng)所需打印生物組織和器官的打印要求。3、整個設(shè)備運動控制和結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝裝配，降低制造成本。附圖說明圖1是一種自動配料和混料的多噴頭生物3D打印設(shè)備等軸側(cè)視圖。圖2是混料罐組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是點噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是面噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是線噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是取料驅(qū)動臂示意圖。在圖1～圖6中：1、氣壓壓料罐2、壓料罐管夾3、固定板4、混料罐組件4.1電機4.2聯(lián)軸器4.3旋蓋4.4混料筒4.5攪拌器5、面噴頭6、點噴頭7、噴頭托架8、線噴頭9、電機固定架10、移動頂梁11、取料驅(qū)動臂12、工作臺具體實施方式下面結(jié)合附圖及實施例進一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程內(nèi)容。如圖1～圖6所示，一種自動配料和混料多噴頭生物3D打印設(shè)備包括氣壓壓料罐1、壓料罐管夾2、固定板3、電磁換向閥閥組a、電磁換向閥組b、混料罐組件4(如圖2所示)、面噴頭5(如圖4所示)、點噴頭6(如圖3所示)、噴頭托架7、線噴頭8(如圖5所示)、電機固定架9、移動頂梁10、取料驅(qū)動臂11(如圖6所示)、工作臺12、側(cè)板13；所述電磁換向閥閥組a和電磁換向閥閥組b每一組至少由兩個電磁換向閥組成，其固定安裝在側(cè)板13上，進出口接口均與料管連接；所述氣壓壓料罐1上部與進氣管連接，下部與料管連接，中部與壓料罐管夾2同軸配合安裝，且通過壓料罐管夾2與側(cè)板13固定安裝，氣壓壓料罐1的數(shù)量與組成電磁換向閥閥組a的電磁換向閥的數(shù)量相同；所述混料罐組件4上部與電機固定架9前端固定卡套同軸固定安裝，中部與固定板3中心孔同軸固定安裝；所述固定板3、電機固定架9、噴頭托架7與側(cè)板13前板面固定安裝，側(cè)板13底部與工作臺12頂部固定安裝；所述面噴頭5、點噴頭6和線噴頭8的筒體與噴頭托架7中的通孔同軸固定安裝，筒體上部與料管連接；所述取料驅(qū)動臂11的豎直伸縮段可上下移動，其上部與移動頂梁10的滑道配合安裝，可沿移動頂梁10滑道左右移動；所述移動頂梁10兩端下部與工作臺12上部的滑道配合安裝，可沿工作臺12滑道前后移動。所述混料罐組件4(如圖2所示)由電機4.1、聯(lián)軸器4.2、旋蓋4.3、混料筒4.4、攪拌器4.5組成；所述攪拌器4.5上部與旋蓋4.3中心孔同軸安裝，且能相對轉(zhuǎn)動，攪拌器4.5的上部軸端與聯(lián)軸器4.2的下部連接，整體與混料筒4.4同軸安裝；所述混料筒4.4中部與固定板3中心孔同軸固定安裝，上部與旋蓋4.3同軸固定安裝，底部連接接頭與料管連接，旋蓋4.3上部連接接頭中一個與進氣管連接其余與料管連接；所述電機4.1機體與電機固定架9前端電機卡套同軸固定安裝，電機4.1下端與聯(lián)軸器4.2上端連接，電機4.1通過聯(lián)軸器4.2驅(qū)動攪拌器4.5在混料筒4.4中旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)混料過程。自動配料和混料的多噴頭生物3D打印設(shè)備工作原理和工作過程敘述如下：工作前，將所需氣壓壓料罐1內(nèi)填充打印生物材料。混料過程：根據(jù)當前的打印材料需求，向氣壓壓料罐1上部進氣管加壓，此時與氣壓壓料罐1下部對應(yīng)的電磁換向閥閥組a的電磁換向閥得電開啟，將所需生物材料按照配比輸送到混料罐組件4的混料筒4.4內(nèi)，待達到要求后，電磁換向閥閥組a的電磁換向閥失電關(guān)閉，切斷氣壓壓料罐1的進氣。然后混料罐組件4上部的電機4.1起動，通過聯(lián)軸器4.2帶動下部的攪拌器4.5旋轉(zhuǎn)，將混料筒4.4內(nèi)的生物材料混合均勻。打印過程：移動頂梁10在工作臺12滑道上可前后移動，取料驅(qū)動臂11在移動頂梁10滑道上可左右移動，取料驅(qū)動臂11自身豎直伸縮段可上下調(diào)節(jié)，在移動頂梁10和取料驅(qū)動臂11的配合運動下使取料驅(qū)動臂11的前部卡抓卡住噴頭托架7中任意一個噴頭的筒體部位，然后取料驅(qū)動臂11上移，將所需噴頭從噴頭托架7中取出。在移動頂梁10和取料驅(qū)動臂11的配合運動下控制所需噴頭移動到打印位置，然后通過旋蓋4.3上的進氣管對混料筒4.4內(nèi)通氣加壓，當電磁換向閥閥組b中與所需噴頭對應(yīng)的電磁換向閥得電開啟，便可將混料筒4.4內(nèi)的生物材料通過料管從噴頭中擠出。在移動頂梁10和取料驅(qū)動臂11配合運動下按照預(yù)定路徑完成生物材料的打印工作。根據(jù)所需打印生物組織的要求，可選擇相應(yīng)的點噴頭6、線噴頭8或面噴頭5或者交叉選用，精確、快速和高效地完成打印過程。以上內(nèi)容是結(jié)合基體的右旋實施方式對本發(fā)明所作的進一步說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限與這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還能做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。