三维打印技术基于对复杂结构的加工能力及生物打印技术在组织工程中的重要应用,已成为快速原型技术中研究的热点。随着生物打印技术的发展,对打印材料的开发与应用也越来越多样化。而海藻酸钠/明胶就是一种利用比较广泛的生物材料,其稳定易成型的特性在三维挤出打印中发挥重要作用。生物凝胶支架作为细胞培养的载体以及为细胞提供营养通道的孔隙,其结构已上升到微米级。而传统凝胶制备方法已很难满足微孔在精度方面的要求,3D低温沉积成型法(LDM)使其成为了可能。随着细胞打印技术的发展,寻找提高3D打印精度的方法已迫在眉睫。随着技术提升已逐渐达到瓶颈,通过提高工艺来满足精度要求就变得至关重要,为此开展海藻酸钠/明胶三维挤出打印工艺的研究在更精细结构领域的发展有十分重要的意义。本文正是基于材料特性分析的基础之上,对三维挤出打印的工艺进行全面系统地研究,分析了海藻酸钠/明胶材料非牛顿流体的特点。对于不同海藻酸钠和明胶材料配比,分析打印过程中挤出胀大和拉伸的影响,然后以点、线基本结构的打印研究推广到平面和立体结构打印过程中的工艺研究。本文研究的主要内容包括:(1)海藻酸钠、明胶复合材料的最佳配比:通过海藻酸钠/明胶材料与氯化钙进行交联反应后的机械性能及质量的测定和黏度分析,最终确定了合适的材料配比。海藻酸钠浓度范围为2%~4%,明胶浓度范围6%~8%,氯化钙可以选择浓度3%~5%,并根据材料特性进行平台搭建及改造。(2)海藻酸钠/明胶挤出胀大拉伸及最佳工艺:从最原始的材料特性分析,揭示了凝胶线在挤出口的胀大及喷头移动中的拉伸影响。给出合理的挤出胀大及拉伸的计算方法,最终通过实验验证及正交实验分析,找出影响胀大与拉伸后影响精度的最佳工艺参数。材料黏度1.26 Pa.s、挤出压力80KPa,喷头速度8mm/s。(3)海藻酸钠/明胶LDM打印结构控制工艺:从打印点开始确定打印时的回吸量,分析打印线的形变及拐角对打印结构的影响,逐渐推广到简单网格面,最后系统性地总结了影响立体结构的工艺参数及工艺结构。为精细孔打印及后来的细胞打印提供理论依据和数据参考。