创面覆盖用生物材料框架三维增材成型系统研究

发布时间：2021-05-06 09:46

　　皮肤烧伤初期的创口容易受到感染而导致创口溃烂,使用临时的创口贴面不仅有助于保护创口不受感染,同时能够作为皮肤表层细胞的生长框架。贴合的表层贴面不仅使细胞贴合创口边缘生长,同时作为药物材料而言本身就是治疗烧伤的最佳手段。针对微米级细胞生长框架的打印问题,开展伤口创面的三维扫描技术研究和机械臂3D打印的代码转换研究,本文设计机械臂打印走位系统和电动推胶系统,通过打印机构结合气动推胶系统和电动推胶系统的方式,进行基于机械臂和传统3D打印机的增材成型,最后将传统3D打印机与机械臂3D打印进行结果对比分析,本文主要内容为:（1）针对材料的物理性质先进行实验分析,并根据实验结果进行生物材料流体模型建立分析并确定推胶系统相关参数,通过数学模型对打印中的结构参数进行设计。（2）根据相关参数进行电动推胶系统设计,通过三维画图软件进行电动推胶系统结构设计,并根据数学模型确定电机类型和减速比;（3）针对皮肤表面创口模型摄取采用结构光三维扫描系统,对g-code打印代码进行了程序转换设计,将其转换成机械臂能够读取的LS文件,将机械臂运动模型和程序通过RoboDK机器人离线编程软件进行仿真,验证了程序的可行性;... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 增材成型技术介绍
    1.3 生物 3D打印技术
        1.3.1 生物 3D打印技术的技术原理及分类
        1.3.2 国内外生物技术现状
    1.4 论文主要的研究内容
2 生物三维增材成型系统分析和总体方案设计
    2.1 前言
    2.2 三维增材成型系统需求分析
        2.2.1 出胶系统
        2.2.2 走位系统
    2.3 增材成型系统总体方案设计
    2.4 本章小结
3 出胶系统设计
    3.1 引言
    3.2 材料分析
        3.2.1 流体性质分析
        3.2.2 生物墨水材料特征分析
        3.2.3 流体参数模型
        3.2.4 流体模型仿真
    3.3 推胶系统参数确定
        3.3.1 电动气动推胶对比分析
        3.3.2 气动推胶系统搭建
        3.3.3 电动推胶系统的设计
        3.3.4 电动推泵设计
        3.3.5 步进电机选择
    3.4 本章总结
4 增材成型打印机构
    4.1 引言
    4.2 打印机构分析
        4.2.1 对比实验 3D打印机选型
        4.2.2 机械臂介绍
    4.3 3D文件的切片代码解读和转换
        4.3.1 切片软件代码解读
        4.3.2 文件转换程序
    4.4 基于Robo DK的机械臂 3D打印程序验证
    4.5 三维相机的原理和使用
        4.5.1 三维扫描
    4.6 本章小结
5 3D打印实验与分析
    5.1 前言
    5.2 实验准备
        5.2.1 实验仪器
        5.2.2 材料处理
    5.3 3D打印实验
        5.3.1 3D打印机对比试验准备
        5.3.2 机械臂打印准备
    5.4 结构分析
        5.4.1 打印结构
    5.5 气动电动推胶实验结果与分析
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录
    A学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]海藻酸钠/明胶溶液3D低温沉积成形线材的尺寸精度[J]. 曹武举,马志勇,刘安邦,张家彬.  机械工程材料. 2018(12)
[2]六自由度串联机械臂建模与运动学分析[J]. 党浩明,周亚丽,张奇志.  实验室研究与探索. 2018(10)
[3]基于笛卡尔坐标系FDM型3D打印机的对比分析[J]. 马雯,杨化林.  科学技术创新. 2018(11)
[4]基于Delta并联机械结构的3D打印机研究[J]. 蔡团团,易继军,吴康雄.  制造技术与机床. 2017(06)
[5]浅谈坐标系与3D打印机结构革新的关系[J]. 陈驰.  科技风. 2017(08)
[6]蠕动式点胶机的精确点胶研究[J]. 张铁虎,詹民民,代欣,俞经虎,王琨.  轻工机械. 2016(03)
[7]两相混合式步进电机建模与仿真[J]. 余驰,李健仁,张刚峰.  兵工自动化. 2016(02)
[8]3D打印技术的发展及其软件实现[J]. 史玉升,张李超,白宇,赵祖烨.  中国科学:信息科学. 2015(02)
[9]海藻酸钠溶液流变性的浓度依赖性[J]. 刘让同,李亮.  科学技术与工程. 2013(21)
[10]串联机器人机械臂工作空间与结构参数研究[J]. 田海波,马宏伟,魏娟.  农业机械学报. 2013(04)

博士论文
[1]生物材料表面与微环境构建对细胞行为的调控及在生物医学工程应用[D]. 李建华.山东大学 2016

硕士论文
[1]两相混合式步进电机控制系统研究[D]. 何冲.太原理工大学 2012
[2]生物材料表面拓扑结构与蛋白质、细胞相互作用的研究[D]. 干锦波.武汉理工大学 2011
[3]步进电机的精确控制方法研究[D]. 刘宝志.山东大学 2010
[4]六自由度空间柔性机械臂的动力学分析与控制[D]. 郭秉华.北京邮电大学 2009
[5]六自由度机械臂路径规划的分析与设计[D]. 贺淑娟.东北大学 2008
[6]六自由度机械臂轨迹规划研究[D]. 马强.哈尔滨工程大学 2007
[7]均匀液滴喷射过程的理论建模与数值模拟[D]. 李莉.西北工业大学 2006
[8]步进电机细分驱动技术的研究[D]. 雷凯.苏州大学 2003



本文编号：3171704