CN112720779B - 一种无机骨水泥3d打印用压电喷头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，属于浆体喷射技术领域。本发明主要包括压头和控制器，所述压头包括螺纹卡口、导管、压电陶瓷环、腔体隔层、温控装置、温度传感器、外壳、喷射口、压电陶瓷环信号接口、进水口、出水口和温度传感器接口。导管和压电陶瓷环外由温控水循环系统包围，采用水浴调控温度，再由外壳包围。外壳设有进水口、出水口、压电陶瓷环脉冲信号接口、温度传感器接口，均与控制器连接，由控制器调节循环水速率、循环水温度、压电陶瓷环振动频率，并监测压电喷头温度。该装置可以稳定无机骨水泥浆体流动，防止浆体固液相分离、堵塞喷口，提高无机骨水泥3D打印稳定性。

Description

一种无机骨水泥3D打印用压电喷头

技术领域

本发明属于无机骨水泥浆体喷射技术领域，具体涉及一种无机骨水泥3D打印用压电喷头。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

无机骨水泥(如磷酸盐骨水泥、硅酸盐骨水泥等)在骨科临床上应用广泛，已经成为骨修复材料研究和应用的热点。随着3D打印技术的发展和进步，3D打印在骨科领域得到广泛应用，如打印骨科术前病变模型、个性化假体和植入物、外固定支具和组织工程支架等，最大限度地还原病患骨骼原始形态，满足特殊疾病和患者的需求，能够有效降低骨修复的治疗成本，提升治疗成功率。磷酸盐骨水泥(或硅酸盐骨水泥)由磷酸盐复合粉末(或硅酸钙复合粉体)和固化液组成，两者混合后形成均一的浆体，具有流变性，可以作为3D打印墨水，从打印喷头挤出后，以堆积方式叠加，固化后形成立体构建，实现基于挤压沉积成型的无机骨水泥3D打印成型，是一项颠覆性的骨科临床应用技术。例如，公告号为CN109437826A的中国发明专利，公开了“一种可3D打印的磷酸镁骨水泥及其制备方法和应用”。公告号为CN108392673A的中国发明专利，公开了“一种硼硅酸盐生物玻璃/磷酸镁复合骨水泥及其骨支架低温3D打印方法”。公告号为CN108187134A的中国发明专利，公开了“一种医用聚乳酸原位改性磷酸钙骨水泥3D打印材料的制备方法”。区别于骨科临床填充和修复使用的磷酸盐骨水泥，3D打印无机骨水泥需要具备优异的流变性能，3D打印无机骨水泥已成为研究和应用热点。

但是，要实现无机骨水泥3D打印，首先无机骨水泥要具备优异的打印性能，即无机骨水泥的触变性、流变性、凝结时间能满足挤压沉积成型3D打印技术的要求。其次，要实现无机骨水泥3D打印还要依靠无机骨水泥3D打印设备和工艺的进步。无机骨水泥一般采用挤压沉积成型法实现3D打印，无机骨水泥的固、液两相拌和，形成均匀的无机骨水泥浆体，再置入料筒内，采用活塞推动塑性无机骨水泥浆体流出喷头，沉积后固化成型。在此过程中，极易导致固化液流动速度高于粉体移动速度，导致固化液和粉体发生两相分离，即滤压现象，浆体极易堵塞喷头，无法实现连续喷射。此外，无机骨水泥粉体颗粒不规则，极易团聚，造成喷口栓塞，导致推进阻力增加，极易损坏推进装置。由于无机骨水泥浆体固化是一个流动态持续发展到固态的过程，浆体必须在塑性消失前完成挤出打印成型，不能超过骨水泥凝结时间，导致3D打印挤出时间有限，导致3D打印过程不连续，挤出浆体前后固化性能不均一，力学强度不均匀，支架结构不稳定，极易坍塌，即便固化后，支架也会存在残余应力。无机骨水泥浆体拌和后至凝结固化是一个化学变化过程，随固体颗粒的界面反应，骨水泥浆体易产生絮凝，失去流动性，具有流动可打印性能的时间远远低于其初凝时间。此外，无机骨水泥3D打印技术刚刚起步，无机骨水泥3D打印性能还没有相应的国家标准或行业标准，也缺乏针对3D打印无机骨水泥的测试及评价方法，这极大地制约了3D打印技术在骨科临床的应用及发展。

因此，还需对无机骨水泥3D打印设备进行改进，其中，喷头是直接关系到3D打印效果的装置，本发明公开一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，将解决上述难题，提升无机骨水泥3D打印精度、效率和质量。

无机骨水泥浆体是一种非牛顿流体，属于塑性流体，当流动的剪切力处于较小的范围变动时，流体材料一般不会发生流动，只有达到一定值时才会发生流动。压电陶瓷在脉冲电压的作用下，产生逆压电效应，产生变形，作用于导管，可挤压导管内浆体，产生的瞬间的剪切力使浆体具有流动性，高频率震动亦可减少浆体与导管的摩擦力，无机骨水泥浆体可由喷口顺利流出。脉冲电压消失，压电陶瓷收缩回位，造成的反方向应力，可使无机骨水泥浆体流产生颈缩现象，导致浆体脱离喷口。此外，压电陶瓷体积小、反应快、机电转化效率高、产热小、频率可调等的优点，方便集成在微小的3D打印喷口，无机骨水泥浆体在压电陶瓷脉动的压力作用下，流动更加顺畅。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，利用脉冲电流作用压电陶瓷，在喷射口对导管产生高频振动，从而使无机骨水泥浆体流通更顺畅，预防堵塞。温控装置既可避免压电陶瓷长时间工作产生热效应，也可对无机骨水泥浆体加热或冷却，调控无机骨水泥的3D打印性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，包括压头(00)和控制器(20)，所述压头(00)包括螺纹卡口(1)、导管(2)、压电陶瓷环(3)、腔体隔层(4)、温控装置(5)、温度传感器(6)、外壳(7)、喷射口(8)、压电陶瓷环信号接口(9)、进水口(11)、出水口(10)和温度传感器接口(12)；

所述压头(00)和控制器(20)之间通过信号线和管路连接；

所述导管(2)，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小；所述螺纹卡口(1)位于导管(2)上部，采用内螺纹连接于3D打印机出料口的下方；所述喷射口(8)位于导管(2)底部；

所述压电陶瓷环(3)，外形为环状，且紧贴于导管(2)中间段的外部；压电陶瓷环信号接口(9)位于外壳(7)上方，并与控制器(20)采用数据线连接，由控制器(20)控制；

所述腔体隔层(4)，其紧贴并包围在导管(2)和压电陶瓷环(3)外部，用于保护导管(2)和压电陶瓷环(3)，隔绝温控装置(5)中的水，避免造成短路和腐蚀；

所述温控装置(5)，包围在腔体隔层(4)外，再由外壳(7)所包围；温控装置(5)设有进水口(11)，位于外壳(7)的下部，温控装置(5)设有出水口(10)，位于外壳(7)的上部；

所述温度传感器(6)，其紧贴于导管(2)的下部，喷射口(8)的上方；所述温度传感器接口(12)，其位于外壳(7)侧面下方，并与温度传感器(6)连接；

所述外壳(7)，外壳上的4个接口，分别为进水口(11)、出水口(10)、压电陶瓷环信号接口(9)和温度传感器接口(12)，均与控制器(20)上的接口对应连接；

所述喷射口(8)，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小，且直径减小的幅度大于导管(2)直径减少的幅度。

优选的，所述的螺纹卡口(1)卡口直径为2.0-5.0mm；所述的导管(2)材质为50CrVA弹簧钢，厚度为0.5-1.0mm，出口直径为1.0-3.0mm。

优选的，所述的压电陶瓷环(3)，厚度为5.0-8.0mm；材质为PZT基多元系压电陶瓷，其居里点在330℃-340℃，使用温度不高于170℃，工作频率为500-5000Hz。

优选的，所述的温控装置(5)，以水为媒介，采用恒温水控温，温控范围为20-60℃，温控装置(5)内腔体积为5.0-20.0mL。

所述的温度传感器(6)为T型热电偶，有效测量范围为0-220℃，精度0.1℃，外壳(7)上设置温度传感器接口(12)，再与控制器(20)连接，由控制器(20)显示温度。

优选的，所述的喷射口(8)的开口直径为0.5-2.0mm，喷射口开口直径越小，打印精度越高；所述的出水口(10)和进水口(11)的流速范围为60-800mL/min，进水口设置在下方，出水口设置在上方，水的下进上出增加了热水与导管的接触时间，热交换效率比较高。

优选的，所述的控制器(20)，集成了水的加热和冷却、水流速调控、压电陶瓷脉冲信号发生、放大和调节、温度信号显示功能，调节旋钮、显示模块置于前面板。

所述的螺纹卡口采用螺纹连接于上方3D打印机出料口下方，卡口直径为2.0-5.0mm。螺纹卡口用于连接上方3D打印机出料口，便于安装、拆卸、更换和清洗。

所述的压电陶瓷环采用PZT基多元系压电陶瓷。外形为环状，厚度为5.0-8.0mm，紧贴在导管外。压电陶瓷环在外壳设有压电陶瓷环信号接口，并与控制器采用数据线连接，由控制器控制，其频率范围为500-5000Hz。

所述的腔体隔层用于隔绝温控装置中的水，避免造成短路和腐蚀。

所述的温控装置以水为媒介，温控范围为20-60℃，内腔体积为5.0-20.0mL。水循环系统包围在导管和压电陶瓷环外，再由外壳所包围，外壳上分设进水口和出水口。

水浴对骨水泥浆体进行加热或冷却，调控其3D打印性能，也可以防止压电陶瓷工作产热导致周围温度过高。

所述的外壳上设置4个接口，分别是进水口、出水口、压电陶瓷环信号接口和温度传感器接口，外壳上接口均与控制器上的接口对应，采用信号线和管路连接。采用柔性连接，减小了压头的体积和质量，便于压头的安装、移动，提高3D打印系统的稳定性。

所述的控制器独立设置在压头外，与压电喷头通过电线或管路连接。控制器集成了水的加热和冷却、水流速调控、压电陶瓷脉冲信号发生、放大和调节、温度信号的显示。

控制器包括温度显示装置、脉冲电信号装置和循环水控制装置。温度显示装置包括一个温度显示屏，可以时时监测水温；脉冲电信号装置包括信号产生器和功率放大器，可以调节脉冲电信号的频率，从而调节压电陶瓷环的振动频率；循环水控制装置包括循环水温度显示装置、温度设置装置和流量控制装置，可以检测和调节循环水的温度和流量。

控制器通过进水口和出水口水温和流速的调控，控制压头温度；通过数据线给压电陶瓷环输送脉冲电信号，产生逆压电效应；通过与温度传感器连接，测量并显示压头温度，并反馈温控系统。从而实现对压头压电陶瓷环振动频率、压头温度、循环水速率等的调控。

有益效果

本发明公开了一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，属于浆体喷射技术领域。本发明主要包括压头和控制器，所述压头包括螺纹卡口、导管、压电陶瓷环、腔体隔层、温控装置、温度传感器、外壳、喷射口、压电陶瓷环信号接口、进水口、出水口和温度传感器接口。所述螺纹卡口与3D打印出料口连接，所述压电陶瓷环紧贴导管外，所述压头和控制器之间通过信号线和管道连接。导管和压电陶瓷环外由温控水循环系统包围，采用水浴调控温度，再由外壳包围。外壳设有进水口、出水口、压电陶瓷环脉冲信号接口、温度传感器接口，均与控制器连接，由控制器调节循环水速率、循环水温度、压电陶瓷环振动频率，并监测压电喷头温度。该装置可以稳定无机骨水泥浆体流动，防止浆体固液相分离、堵塞喷口，提高无机骨水泥3D打印稳定性。

1.压电喷头产生的压力波瞬间将无机骨水泥浆体固液两相均匀分散，避免团聚，喷口尺寸小，3D打印的精度高，适用于多种类型无机骨水泥。

2.压电喷头可以加快无机骨水泥浆体流动，防止固液相分离，避免无机骨水泥产生滤压现象，避免无机骨水泥浆体中固体颗粒堵塞喷口。

3.压电喷头采用压头和控制器独立，并采用信号线或管路的柔性连接方式，压头体积小，便于安装、拆卸、更换和清洗。

4.压头采用水浴控温，既可加热，有可冷却，实现对无机骨水3D打印性能更广范围的调控。

附图说明

图1为一种无机骨水泥3D打印用压电喷头装置结构示意图。

图2为2000和4000Hz频率下浆体流经无机骨水泥3D打印用压电喷头阻力与时间之间的关系图。

图3为传统活塞挤出型3D打印机采用本发明的骨水泥3D打印用压电喷后推进力随时间的变化图。

图4为一种无机骨水泥3D打印用压电喷头在不同工作频率下打印成型支架的密度和强度图。

图1中00-压头(1-螺纹卡口、2-导管、3-压电陶瓷环、4-腔体隔层、5-温控装置、6-温度传感器、7-外壳、8-喷射口、9-压电陶瓷环信号接口、10-出水口、11-进水口、12-温度传感器接口)，20-控制器。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步详细说明，但实施方式并不仅限于此，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。凡基于本发明上述内容所实现的技术和制备的材料均属于本发明的保护范围。

本发明实施例公开了一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，利用脉冲电流对压电陶瓷的作用，在喷射口对导管产生高频振动，从而使浆体流通更顺畅，减少堵塞。

实施例1：

一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，包括压头00和控制器20，所述压头00包括螺纹卡口1、导管2、压电陶瓷环3、腔体隔层4、温控装置5、温度传感器6、外壳7、喷射口8、压电陶瓷环信号接口9、进水口11、出水口10和温度传感器接口12；

所述压头00和控制器20之间通过信号线和管路连接；

所述导管2，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小；所述螺纹卡口1位于导管2上部，采用内螺纹连接于3D打印机出料口的下方；所述喷射口8于导管2底部；

所述压电陶瓷环3，外形为环状，且紧贴于导管2中间段的外部；压电陶瓷环信号接口9位于外壳7上方，并与控制器20采用数据线连接，由控制器20控制；

所述腔体隔层4，其紧贴并包围在导管2和压电陶瓷环3外部，用于保护导管2和压电陶瓷环3，隔绝温控装置5中的水，避免造成短路和腐蚀；

所述温控装置5，包围在腔体隔层4外，再由外壳7所包围；温控装置5设有进水口11，位于外壳7的下部，温控装置5设有出水口10，位于外壳7的上部；

所述温度传感器6，其紧贴于导管2的下部，喷射口8的上方；所述温度传感器接口12，其位于外壳7侧面下方，并与温度传感器6连接；

所述外壳7，外壳上的4个接口，分别为进水口11、出水口10、压电陶瓷环信号接口9和温度传感器接口12，均与控制器20上的接口对应连接；

所述喷射口8，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小，且直径减小的幅度大于导管2直径减少的幅度。

所述的螺纹卡口1卡口直径为2.0-5.0mm；所述的导管2材质为50CrVA弹簧钢，厚度为0.5-1.0mm，出口直径为1.0-3.0mm。

所述的压电陶瓷环3，厚度为5.0-8.0mm；材质为PZT基多元系压电陶瓷，其居里点在330℃-340℃，使用温度不高于170℃，工作频率为500-5000Hz。

所述的温控装置5，以水为媒介，采用恒温水控温，温控范围为20-60℃，温控装置5内腔体积为5.0-20.0mL。5.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的温度传感器6，温度传感器为T型热电偶，有效测量范围为0-220℃，精度0.1℃，外壳7上设置温度传感器接口12，再与控制器20连接，由控制器20显示温度。

所述的喷射口8，开口直径为0.5-2.0mm；所述的出水口10和进水口11，流速范围为60-800mL/min。

所述的控制器20，集成了水的加热和冷却、水流速调控、压电陶瓷脉冲信号发生、放大和调节、温度信号显示功能，调节旋钮、显示模块置于前面板。

构建如图1所示的无机骨水泥3D打印用压电喷头，选用由磷酸三钙、磷酸四钙和羟基磷灰石、磷酸氢钙组成的粉体为磷酸盐骨水泥固相，以水为磷酸盐骨水泥固化液，固液比为0.8g/ml。3D打印机出料口的出料速度设置为200g/min，将构建的无机骨水泥3D打印用压电喷头通过螺纹卡口连接至3D打印机出料口下端，压电喷头出料口直径1.0mm。连接信号线和管路，并打开控制器，设置循环水温度为20或60℃，流量为400mL/min；打开脉冲电信号产生器，频率设置为2000Hz。结果表明本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头出料连续，不断裂，能够通过叠加成型，实现磷酸盐骨水泥的3D打印成型；出料口直径可减小到1.0mm，与现有技术相比，具有较高的打印精度。结果还表明，20℃下，磷酸盐骨水泥浆体出料后，25分钟后固化；60℃下，磷酸盐骨水泥浆体出料后，10分钟后固化，本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头通过喷头温度的调控，可实现对无机骨水泥3D打印性能的调控。此外，压电喷头和控制器采用柔性连接，压电喷头体积小，安装、拆卸、更换和清洗简单，与3D打印机具有较好的适配性。

实施例2：

采用如图1所示的无机骨水泥3D打印用压电喷头，选用由硅酸三钙、硅酸二钙组成的粉体为硅酸盐骨水泥固相，以水为硅酸盐骨水泥固化液，固液比为1.0g/ml。3D打印机出料口的出料速度设置为200g/min，将构建无机骨水泥3D打印用压电喷头通过螺纹卡口连接至3D打印机出料口下端，压电喷头出料口直径为2.0mm。连接信号线和管路，并打开控制器，设置循环水温度为40℃，流量为400mL/min；打开脉冲电信号产生器，设置频率为2500Hz。结果表明硅酸盐骨水泥浆体经过本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头后，出料连续，不断裂，出料后20分钟固化，能够通过叠加成型，实现硅酸盐骨水泥的3D打印成型。结合实施例1表明，本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头除适合磷酸盐骨水泥打印，还适合硅酸盐骨水泥打印，能实现多种无机骨水泥的3D打印，适用性广。

实施例3：

采用如图1所示的无机骨水泥3D打印用压电喷头，选用由硅酸三钙、硅酸二钙组成的粉体为硅酸盐骨水泥固相，以水为硅酸盐骨水泥固化液，固液比为1.0g/ml。3D打印机出料口的出料速度设置为200g/min，将构建无机骨水泥3D打印用压电喷头通过螺纹卡口连接3D打印机出料口下端，压电喷头出料口直径2.0mm。连接信号线和管路，并打开控制器，设置循环水温度为40℃，流量为400mL/min；打开脉冲电信号产生器，设置频率为2000或4000Hz。测试2000和4000Hz下，压电喷头内的推进阻力，结果如图2所示。结果表明随着频率的增加，骨水泥在剪切力的作用下，粘度降低，流动性变好，本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头能有效的减低了浆体流经喷头的阻力，压电喷头提高了无机骨水泥浆体的流动性能，并可以通过压电陶瓷的工作频率调节流动性能。

实施例4：

采用如图1所示的无机骨水泥3D打印用压电喷头，选用由磷酸四钙和磷酸三钙组成的粉体为磷酸盐骨水泥固相，以水为磷酸盐骨水泥固化液。骨水泥固相和液相按固液比为1.0g/ml混合，混合后置入活塞挤出型3D打印机的料筒内，出料口尺寸为2.0mm，出料速度设置为50g/min，室温下(25℃)测量浆体的推进力与时间之间的关系；再将构建无机骨水泥3D打印用压电喷头通过螺纹卡口连接于挤出型3D打印机出料口下端，连接信号线和管路，并打开控制器，设置循环水温度为室温(25℃)，流量为300mL/min；打开脉冲电信号产生器，设置频率为4000Hz，压电喷头出料口直径2.0mm，测量浆体推进力与时间之间的关系。结果如图3所示，由于磷酸盐骨水泥浆体拌和后逐渐凝结，产生絮凝状态，流动性变差，传统的活塞挤出型3D打印成型技术，推进力随时间延长而逐渐增加(图3中A曲线)，甚至会因阻力过大，出料不稳定，甚至活塞无法推进出料，失去3D打印性能。在传统的活塞挤出型3D打印机出料口增加本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头，推进力相对降低；同时随时间延长，推进力增加相对缓慢(图3中B曲线)，骨水泥浆体依然能保持可打印性能。说明压电陶瓷的高频率压力可以破坏磷酸盐骨水泥的絮凝结构，使磷酸盐骨水泥依然具有流动性，降低了磷酸盐骨水泥浆体流动的阻力。因此，本发明的无机骨水泥3D打印用压电喷头的适用性强，能有效提高传统活塞挤出型3D打印机的打印效率。

实施例5：

采用如图1所示的无机骨水泥3D打印用压电喷头，选用由磷酸四钙、磷酸三钙和羟基磷灰石组成的粉体为磷酸盐骨水泥固相，以水为磷酸盐骨水泥固化液，骨水泥固相和液相按固液比为1.0g/ml混合。将构建无机骨水泥3D打印用压电喷头通过螺纹卡口连接到3D打印机出料口下端，打开控制器，设置循环水温度为25℃，流量为200mL/min；打开脉冲电信号产生器，分别设置频率为500、1000、2000、3000、4000和5000Hz，压电喷头出料口直径1.0mm，打印成型为20×20×20mm的立方体支架，固化后测试立方体支架的密度和强度。结果如图4所示，随压电陶瓷环工作频率的增加，拌和过程中存在于骨水泥浆体中的气孔逐渐被排空，骨水泥浆体更加均匀、密实，3D打印成型支架的密度和强度均有提高，采用无机骨水泥3D打印用压电喷头能显著提高3D打印的质量。

Claims (7)

1.一种无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：包括压头(00)和控制器(20)，所述压头(00)包括螺纹卡口(1)、导管(2)、压电陶瓷环(3)、腔体隔层(4)、温控装置(5)、温度传感器(6)、外壳(7)、喷射口(8)、压电陶瓷环信号接口(9)、进水口(11)、出水口(10)和温度传感器接口(12)；

所述压头(00)和控制器(20)之间通过信号线和管路连接；

所述导管(2)，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小；所述螺纹卡口(1)位于导管(2)上部，采用内螺纹连接于3D打印机出料口的下方；所述喷射口(8)位于导管(2)底部；

所述压电陶瓷环(3)，外形为环状，且紧贴于导管(2)中间段的外部；压电陶瓷环信号接口(9)位于外壳(7)上方，并与控制器(20)采用数据线连接，由控制器(20)控制；

所述腔体隔层(4)，其紧贴并包围在导管(2)和压电陶瓷环(3)外部，用于保护导管(2)和压电陶瓷环(3)，隔绝温控装置(5)中的水，避免造成短路和腐蚀；

所述温控装置(5)，包围在腔体隔层(4)外，再由外壳(7)所包围；温控装置(5)设有进水口(11)，位于外壳(7)的下部，温控装置(5)设有出水口(10)，位于外壳(7)的上部；

所述温度传感器(6)，其紧贴于导管(2)的下部，喷射口(8)的上方；所述温度传感器接口(12)，其位于外壳(7)侧面下方，并与温度传感器(6)连接；

所述外壳(7)，外壳上的4个接口，分别为进水口(11)、出水口(10)、压电陶瓷环信号接口(9)和温度传感器接口(12)，均与控制器(20)上的接口对应连接；

所述喷射口(8)，为中空圆台结构，且上方至下方直径逐渐减小，且直径减小的幅度大于导管(2)直径减少的幅度。

2.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的螺纹卡口(1)卡口直径为2.0-5.0mm；所述的导管(2)材质为50CrVA弹簧钢，厚度为0.5-1.0mm，出口直径为1.0-3.0mm。

3.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的压电陶瓷环(3)，厚度为5.0-8.0mm；材质为PZT基多元系压电陶瓷，其居里点在330℃-340℃，使用温度不高于170℃，工作频率为500-5000Hz。

4.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的温控装置(5)，以水为媒介，采用恒温水控温，温控范围为20-60℃，温控装置(5)内腔体积为5.0-20.0mL。

5.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的温度传感器(6)为T型热电偶，有效测量范围为0-220℃，精度0.1℃，外壳(7)上设置温度传感器接口(12)，再与控制器(20)连接，由控制器(20)显示温度。

6.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的喷射口(8)的开口直径为0.5-2.0mm；所述的出水口(10)和进水口(11)的流速范围为60-800mL/min。

7.根据权利要求1所述无机骨水泥3D打印用压电喷头，其特征在于：所述的控制器(20)，集成了水的加热和冷却、水流速调控、压电陶瓷脉冲信号发生、放大和调节、温度信号显示功能，调节旋钮、显示模块置于前面板。

Images