| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.1 应用背景 | 第11页 |
| 1.1.2 传统的组织工程皮肤 | 第11-12页 |
| 1.1.3 生物3D打印技术 | 第12页 |
| 1.2 国内外的相关研究 | 第12-15页 |
| 1.2.1 3D生物打印的分类 | 第12-15页 |
| 1.3 课题研究概况 | 第15-18页 |
| 1.3.1 研究意义 | 第15-16页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第16-18页 |
| 第二章 3D生物打印系统的分析和设计 | 第18-29页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 3D生物打印的分类 | 第18-20页 |
| 2.2.1 按喷头的连续性 | 第18页 |
| 2.2.2 按成型工艺 | 第18-19页 |
| 2.2.3 按打印原理 | 第19-20页 |
| 2.3 3D生物打印的系统设计 | 第20-21页 |
| 2.4 3D生物打印模块搭建 | 第21-26页 |
| 2.4.1 喷头校正系统的设计 | 第21-22页 |
| 2.4.2 三维驱动方案的设计 | 第22-23页 |
| 2.4.3 气动供料方案的设计 | 第23-24页 |
| 2.4.4 温度控制方案的设计 | 第24-25页 |
| 2.4.5 环境控制方案的设计 | 第25-26页 |
| 2.5 系统设备的控制方案 | 第26-27页 |
| 2.6 系统设备的搭建 | 第27-28页 |
| 2.7 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 3D气动挤出过程CFD数值分析 | 第29-52页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 流体性质分析 | 第29-30页 |
| 3.2.1 明胶材料流体特性 | 第29-30页 |
| 3.3 明胶物理特性分析 | 第30-38页 |
| 3.3.1 明胶粘度和密度测试实验和方法 | 第30-31页 |
| 3.3.2 实验材料制备 | 第31页 |
| 3.3.3 实验装置 | 第31-32页 |
| 3.3.4 实验步骤 | 第32-33页 |
| 3.3.5 实验设计 | 第33页 |
| 3.3.6 明胶的粘度和密度的计算方法 | 第33-34页 |
| 3.3.7 测定结果分析 | 第34-36页 |
| 3.3.8 粘度和密度测定值 | 第36-37页 |
| 3.3.9 黏度系数和流动指数的测定值 | 第37-38页 |
| 3.4 有限元法和Fluent简介 | 第38-39页 |
| 3.4.1 有限元法和有限元差分法 | 第38页 |
| 3.4.2 Fluent简介 | 第38-39页 |
| 3.5 明胶溶液挤出流场数值模拟分析 | 第39-43页 |
| 3.5.1 喷头3D模型建立 | 第39-40页 |
| 3.5.2 喷头网格划分 | 第40-41页 |
| 3.5.3 边界条件的设置 | 第41页 |
| 3.5.4 材料属性参数的设置 | 第41-42页 |
| 3.5.5 求解计算以及收敛性验证 | 第42-43页 |
| 3.6 3D打印明胶溶液仿真结果和分析 | 第43-51页 |
| 3.6.1 不同挤出压力下溶液所受压力变化 | 第43-44页 |
| 3.6.2 不同位置下溶液所受温度变化 | 第44-45页 |
| 3.6.3 不同挤出压力下溶流速和流量的变化 | 第45-47页 |
| 3.6.4 不同温度下溶液粘度对喷头出口处速度的影响 | 第47-49页 |
| 3.6.5 喷头直径大小对流速的影响 | 第49-51页 |
| 3.7 本章小结 | 第51-52页 |
| 第四章 打印参数对3D生物支架的影响 | 第52-66页 |
| 4.1 引言 | 第52页 |
| 4.2 材料和方法 | 第52-55页 |
| 4.2.1 材料准备 | 第52页 |
| 4.2.2 实验过程 | 第52-53页 |
| 4.2.3 实验装置搭建 | 第53-54页 |
| 4.2.4 实验设计 | 第54-55页 |
| 4.2.5 分析方法 | 第55页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第55-65页 |
| 4.3.1 明胶浓度和打印温度对挤出丝宽的影响 | 第55-57页 |
| 4.3.2 喷头直径和挤出压力对挤出丝宽的影响 | 第57-59页 |
| 4.3.3 挤出压力、进给速度和明胶浓度交联对挤出丝宽的影响 | 第59-63页 |
| 4.3.4 3D明胶支架合理的打印参数 | 第63-65页 |
| 4.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 第五章 3D生物打印皮肤支架的预测模型 | 第66-75页 |
| 5.1 引言 | 第66页 |
| 5.2 打印材料的特性分析 | 第66页 |
| 5.3 打印过程预测模型 | 第66-70页 |
| 5.3.1 打印流速的预测模型 | 第69页 |
| 5.3.2 打印流量的预测模型 | 第69-70页 |
| 5.4 支架形态预测模型 | 第70-74页 |
| 5.4.1 挤出丝宽的预测模型 | 第71-72页 |
| 5.4.2 支架孔隙率的预测模型 | 第72-74页 |
| 5.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 第六章 明胶3D打印实验验证与结果分析 | 第75-86页 |
| 6.1 引言 | 第75页 |
| 6.2 材料和方法 | 第75-79页 |
| 6.2.1 材料准备 | 第75-76页 |
| 6.2.2 实验装置搭建 | 第76-77页 |
| 6.2.3 实验设计 | 第77页 |
| 6.2.4 分析方法 | 第77-79页 |
| 6.3 结果和讨论 | 第79-84页 |
| 6.3.1 流量和流速的实验验证 | 第79-81页 |
| 6.3.2 挤出丝宽的实验验证 | 第81-82页 |
| 6.3.3 孔隙率的实验验证 | 第82-84页 |
| 6.4 本章小结 | 第84-86页 |
| 第七章 结论与展望 | 第86-88页 |
| 7.1 结论 | 第86-87页 |
| 7.2 展望 | 第87-88页 |
| 参考文献 | 第88-93页 |
| 附录 | 第93-95页 |
| 致谢 | 第95-96页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 | 第96-97页 |