积到工作台上。得到冷冻的组织工程载体框架，框架的孔隙结构可以通过预先的设计，可以通过计算机或者其他方式控制喷头的扫描运动的轨迹来得到。孔隙尺寸和相互贯通性可以得到更好的控制，喷头组中的个喷头均可以通过在控制下做的扫描运动。挤出喷射不同的材料，根据预先的是设计成形的材料梯度结构，将冷冻的载体框架在冻干机中冷冻干燥。溶剂去除后得到用于组织修体框架的空隙率。和特点低温挤压喷射堆积成型工艺方法的原理是基于快速成型制造的离散堆积基本原理，成形过程及框架的空隙结构可以根据预先的设计进行逐层堆积成型。因此孔隙尺寸有相互贯通性可以得到很好的控制。在该工艺中，材料的制备是在室温下采用溶剂溶解或液体悬浮的方式得到液态的成型材料而不采用任何加热的熔融的液态材料制备方式，因此，很好的保持了生物材料的生物活性，使本工艺具有广泛的材料适应性。该工艺采用冷冻干燥方法，将冷冻状态的组织工程载体框架中的溶剂去除，此工艺中溶剂的升华，留下了大量五十微该工艺采用冷冻干燥方法，将冷冻状态的组织工程载体框架中的溶剂去除，此工艺中溶剂的升华，留下了大量五十微米以下尺寸的相互贯通的微孔结构，提高了载剂溶解或液体悬浮的方式得到液态的成型材料而不采用任何加热的熔融的液态材料制备方式，因此，很好的保持了因此孔隙尺寸有相互贯通性可以得到很好的控制。在该工艺中，材料的制备是在室温下采用溶部分内容简介，所述的室温下含所需生长因子的液体为包括生长因子的溶液，悬浊液，乳浊液或者生长因子部分溶解的浆料。该工艺方法的原理和特点低温挤压喷射堆积成型工艺方法的原理是基于快速成型制造的离散堆积基本原理，成形过程及框架的空隙结构可以根据预先的设计进行逐层堆积成型。因此孔隙尺寸有相互贯通性可以得到很好的控制。在该工艺中，材料的制备是在室温下采用溶剂溶解或液体悬浮的方式得到液态的成型材料而不采用任何加热的熔融的液态材料制备方式，因此，很好的保持了生物材料的生物活性，使本工艺具有广泛的材料适应性。该工艺采用冷冻干燥方法，将冷冻状态的组织工程载体框架中的溶剂去除，此工艺中溶剂的升华，留下了大量五十微米以下尺寸的相互贯通的微孔结构，提高了载体框架的空隙率。有利于载体框架的体内降解和再生组织的营养与代谢。由于本工艺采用快速成形工艺，在制造复杂形状方面的巨大柔性，可以实现用户化的载体框架制造。具体的工艺实施方式组织工程载体框架的低温挤压喷射堆积成型工艺方法的原理图如下图所示图低温挤压喷射堆积成型工艺简图首先将组织工程载体框架材料和溶剂混合制备成室温下含组织工程载体框架材料的液体，制备室温下含生长因子的液体，不同的组织需要采用不同的组织工程载体框架材料。如骨组织工程常采用可降解高分子材料，钙磷盐或他们的复合材料，血管组织工程常采用聚氨酯材料等等。不同的材料需要溶于不同的溶剂，有的材料不溶于溶剂，不容的部分制备成以下的粉料。制备室温下含组织工程载体框架材料的液体包括组织工程载体框架材料的溶液，悬浊液，乳浊液或该材料部分溶解的浆料，同样，不同组织需要不同的生长因子，不同的生长因子需要溶于不同的溶剂，有的生长因子不溶于溶剂，不容的部分制备成以下的粉料，制备室温下含生长因子的液体的溶液，悬浊液，乳浊液，生长因子部分熔接的浆料或生长因子均匀混合在前述含组织工程载体框架材料的液体内的混合物，然后按照预先的设计规定的路径，分别通过不同的喷头将含的组织工程载体框架材料液体和含生长因子的液体在低于的低温环境中挤出或喷射出来，逐层堆积并冷冻成多空的组织工程载体支架，采用此工艺方法的制备原理如图所示。按照预先的设计规定的路径，喷头组将贮藏在储料罐组中的液态原料，分别通过挤出或喷射的方式，在低于的低温成形室中逐层堆积到工作台上。得到冷冻的组织工程载体框架，框架的孔隙结构可以通过预先的设计，可以通过计算机或者其他方式控制喷头的扫描运动的轨迹来得到。孔隙尺寸和相互贯通性可以得到更好的控制，喷头组中的个喷头均可以通过在控制下做的扫描运动。挤出喷射不同的材料，根据预先的是设计成形的材料梯度结构，将冷冻的载体框架在冻干机中冷冻干燥。溶剂去除后得到用于组织修复的组织工程载体框架。图无加热沉积制造的设备简图无加热沉积制造的设备与工艺在各种快速成形工艺中，基于挤出喷射成形的快速成形工艺是最适合于组织工程支架成形的工艺。因为这类工艺对于成型材料有着更为广泛的适应性，如图所示，在这类快速成型的工艺中，喷头在计算机的控制下将材料的液态或半固态细丝微粒挤出喷射出来在工作台面上逐层沉积成为三维的实体图。在整个的成型的过程中，由于对于不同的组织，材料不是单的，而是复合的，因此，就要求，这种喷头的数目不是个，而是根据实际的需要设置多个喷头，如图所示。图挤出喷射成形的快速成形工艺示意图图是个四喷头的沉积制造专用设备结构示意图。为了实现支架材料的挤出喷射成型，须按照以下步骤首先通过非加热的方法制备液态或者是半固态的材料。将不同的液态材料装入不同的送料罐中，在每个罐的底部有跟输料软管分别与喷头相连。这当中，由于各种材料的流体力学性能不致，因此喷头的结构也不尽相同。在计算机中的电子模型的直接驱动之下，逐层通过喷头的挤出喷过程，堆积制造复杂的三维载体支架。喷头在计算机的控制之下，按照预先的设计路径和顺序在平面内做挤出喷射和扫描运动。整个成型过程在低温冰箱提供的环境中完成。扫描工作台在指令的控制下运动，每完成个断面的扫描，由步进电机控制工作台向下运动个层高。制造出支架以后，经过冷冻和干燥处理。去除支架中的溶剂和水分，得到常温下为固态的组织工程载体支架。第二章具体设计任务及时间安排工作台机械部分设计工作台在向上由于重复定位精度比较的高，考虑采用闭环控制，工作台在向上由直流伺服电机驱动，电机经过减速机构，通过滚珠丝杠来带动工作台运动，用光电编码器作为测量反馈元件。向必须安装限位开关。工作台在轴上运动时，只需要按照层高不断下降，因此，完全可以使用个步进电机，通过减速机构带动丝杠驱动工作台向下运动。出于对安全的考虑，必须要安装限位开关可用个简单的行程开关来实现，在工作台碰到开关之后，立即停止运动。工作台电路部分设计电控系统考虑用系列单片机控制，其典型代表为经过比较，采用具有价格低，功能强，使用灵活等有点的有扩展系统的单片机。使用外接以及扩展接口等芯片扩展成个简单的微机控制系统，编制的用户程序由键盘输入，修改程序也可以由键盘来完成。程序存入外部。系统中有始终电路模块，复位和复位电路，数码显示接口电路，光电耦合器等等。设备附件部分设计喷头部分设计，计划采用挤压式双喷头，送料箱初拟置于机床上部，采使用空气压缩机产生压缩空气来的数据。由于，所以输出的电压是。运算放大器的作用是进行电平转换，把的输入电压转换成的电压。的放大系数为，同时在它的负输入端加上了参考电压所以，当输出为时，输入输出为时，输出为。实际上，的输出电压为其中，是运算放大器的输出电压。的输出电压去控制功率放大器，就可以使伺服电机以不同的速度实现正转成反转。速度反馈输入接口这个接口本质上是测速发电机的输入接口。测速发动机检测转速所产生的电压通过运算放大器和转换器之后，送入到单片机中。当伺服电机以额定转速旋转时，测速发电机的电压为。在速度反馈接口中，运算放大器是个有源滤波器，它的作用有两个抑制伺服电机微振时使测速发电机产生高频噪声。把测速发电机的输出电压降低到转换器所允许的量程范围，即之内很明显，为了抑制高频噪声，应该是个低通滤波器为了降低测速发电机的输出电压，则应该是个放大系统小于的放大器。构成个最简单的低通滤波器，它的截止频率为其中，是放大系数，。所以，组成了个截止频率为的低通滤波器。它可以滤去伺服电机微振时在测速发动机上产生的高频振动信号。测速发电机输出的最高电压是，由电阻分压之后在上形成电压，再送到去进行滤波。用进行分压，是因为运算放大器的输入电压范围般在左右。滤波之后产生的输出电压最高为，这个输出电压送到转换器去进行转换。用表示转换之后所得的数据，则为其中，是的输入模拟电压，是的正参考电压，是的负参考电压。因此，的转换情况当为时，结果数据为为时，结果数据为为时，结果数据为。伺服电机正转时，转换的数据为伺服电机停止时，转换的数据为伺服电机反转时，转换的数据为。转换的结果数据，通过数据总路线送给单片机。单片机在取数据时是以读外存方式工作。光电编码器及其接口高精度位置控制系统常用光电编码器作为直线位移检测传感器。由于监测的位移通常是正反两个方向变化的，因此，要用光电编码器输出脉冲反映并记录这种双向的位移变化，就要实现对脉冲进行可逆计数，既要能加计数，又要能减计数。图光电编码器接口原理图及程序框图光电编码器输出脉冲的可逆计数方法既是由单片机内部定时器来实现的，其原理框图所示。从图中可看出所采用的器件很简单，从光电编码器到单片机，光电编码器输出脉冲的可逆计数方法的原理图间仅有驱动整形芯片和个双触发器。由光电编码器输出的相位相差的两组脉冲信号中，相脉冲经过驱动整形后输入到双触发器的端作为时钟触发信号，相脉冲经驱动整形后，路作为的触发信号，另路则直接与的端相连作为计数器的计数脉冲，计数方向由端来控制。当相脉冲超前相脉冲时，此序列信号经变换后使，从而控制计数器进行加计数当相脉冲滞后相脉冲时，此序列信号经变换后，将使，从而控制计数器进行减计数。本方法采用中断的方式计数，所以硬件电路很简单，软件编程也不复杂。首先，应对定时器进行初始化设置，将其下图脉冲加减计数程序流程图设置成可自动重装模式的计数器。然后，通过软件实现脉冲的辨相与计数程序流程图光电编码器可以产生位数据，它的分辨率是。当光电编码器随伺服电机的旋转处于不同位置时