本發(fā)明涉及3d打印，具體為一種菌絲體3d的打印方法。

背景技術：

1、隨著材料科學與制造技術的不斷進步，3d打印技術作為一種創(chuàng)新的制造方式，正逐漸改變著傳統(tǒng)的生產模式。在眾多3d打印材料中，菌絲體材料因其獨特的生物特性和可持續(xù)性，受到了越來越多的關注。菌絲體是絲狀真菌的營養(yǎng)體結構，能夠在適宜環(huán)境下自然生長，且來源廣泛、成本低廉，具有可降解性，符合現代綠色制造的理念。

2、然而，目前將菌絲體應用于3d打印仍面臨諸多挑戰(zhàn)。在材料制備方面，現有的菌絲體打印材料往往無法兼顧良好的打印性能和菌絲體后續(xù)的生長活性。一些制備方法簡單地將菌絲體與其他材料混合，導致混合物的均勻性差，影響打印精度和菌絲體的生長效果。同時，對于農業(yè)副產品作為基材的利用不夠充分，未能充分挖掘其作為菌絲體生長載體的潛力，也未考慮到添加增強劑和營養(yǎng)成分的最佳比例，使得打印材料的強度和菌絲體生長所需營養(yǎng)無法達到最優(yōu)平衡。

3、在打印路徑規(guī)劃上，傳統(tǒng)的3d打印路徑算法未充分考慮菌絲體生長的特殊需求。菌絲體生長需要充足的氧氣，而常規(guī)打印路徑生成的結構往往通氣性不佳，限制了菌絲體的生長速度和質量。而且，在構建多層結構時，相鄰層之間的排列方式較為單一，難以形成穩(wěn)定且有利于菌絲體生長的交叉層疊結構，導致打印產品的力學性能不足，無法滿足實際應用的要求。

4、組件劃分與組裝方面同樣存在問題?，F有的3d打印技術在處理復雜產品時，組件劃分不夠合理，沒有充分結合菌絲體的自然生長特性。在組件連接處，缺乏有效的連接方式，通常采用機械連接或膠水粘貼等傳統(tǒng)方法，不僅破壞了菌絲體的自然生長環(huán)境，而且連接強度有限，影響產品的整體穩(wěn)定性和使用壽命。此外，對于菌絲體在組件連接處的生長過程缺乏有效的控制手段，無法精準調節(jié)菌絲體密度，難以保證組裝后結構的彎曲強度等力學性能。

5、在工藝參數優(yōu)化方面，現有的菌絲體3d打印工藝參數多依賴經驗設定，缺乏科學的優(yōu)化方法。例如，高壓滅菌設備的參數設置往往不能根據混合物的具體成分進行精準調整，導致滅菌效果不佳或過度滅菌，影響菌絲體的活性和打印材料的性能。間隙控制算法中的閾值確定也缺乏系統(tǒng)性的方法，無法根據不同的產品結構和菌絲體生長情況進行動態(tài)調整，使得打印過程中的間隙寬度難以適應菌絲體的生長需求。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種菌絲體3d的打印方法以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種菌絲體3d的打印方法，所述方法包括：

3、制備菌絲體半流體材料，所述制備包括將農業(yè)副產品研磨成粉末作為基材，加入增強劑瓊脂和營養(yǎng)成分混合后進行滅菌處理，冷卻后添加液態(tài)菌絲體；

4、基于預設的間隙控制算法生成打印路徑，所述打印路徑包括多條擠出絲之間的間隙形成空氣通道，且相鄰打印層的路徑交錯排列以構建交叉層疊結構；

5、根據目標產品的組件劃分結果，分別打印不同組件并基于菌絲體的自然生長特性進行組裝；

6、其中，所述間隙控制算法根據預設的菌絲體生長通氣需求動態(tài)調整擠出絲之間的間隙寬度。

7、優(yōu)選的，所述制備菌絲體半流體材料包括：

8、將所述基材粉末與瓊脂按預設比例混合，加入溶解后的營養(yǎng)成分并攪拌均勻形成混合物；

9、將所述混合物置于高壓滅菌設備中進行滅菌處理，滅菌完成后冷卻至預設溫度；

10、在冷卻后的混合物中注入液態(tài)菌絲體，通過攪拌形成均勻的半流體材料。

11、優(yōu)選的，所述間隙控制算法的實現包括：

12、根據目標產品的結構特征計算初始間隙寬度，并基于菌絲體生長速率模型動態(tài)調節(jié)間隙寬度；

13、通過路徑生成算法在相鄰擠出絲之間生成連續(xù)或間斷的空氣通道，且通道寬度與菌絲體生長階段的需氧量匹配；

14、根據打印層數調整交錯排列的角度。

15、優(yōu)選的，所述交叉層疊結構的生成包括：

16、對每一層打印路徑進行離散化編碼，生成路徑節(jié)點序列；

17、根據節(jié)點序列的坐標偏移量計算相鄰層的路徑交錯距離，并基于結構穩(wěn)定性要求調整偏移量；

18、通過路徑優(yōu)化算法消除層間重疊區(qū)域的應力集中點。

19、優(yōu)選的，所述組件劃分包括：

20、根據目標產品的功能區(qū)域劃分獨立組件，并分別生成各組件對應的打印路徑；

21、在組件連接處預留菌絲體生長區(qū)域，利用菌絲體的自然生長形成鉸鏈結構；

22、通過生長時間控制算法調節(jié)鉸鏈區(qū)域的菌絲體密度，確保組裝后的結構彎曲強度。

23、優(yōu)選的，所述菌絲體生長速率模型的構建包括：

24、采集不同間隙寬度下菌絲體的生長速率數據，建立間隙寬度與生長速率的映射關系表；

25、通過回歸分析擬合生長速率與間隙寬度的函數模型，并設置動態(tài)調節(jié)閾值；

26、根據實時打印環(huán)境的溫濕度參數修正所述函數模型，生成自適應間隙控制參數。

27、優(yōu)選的，所述路徑優(yōu)化算法包括：

28、提取路徑節(jié)點序列中的重疊區(qū)域坐標，計算應力分布矩陣；

29、通過梯度下降算法迭代調整節(jié)點坐標，使應力分布矩陣的方差最小化；

30、將優(yōu)化后的節(jié)點坐標重新編碼為打印路徑，并驗證層間交錯距離的合規(guī)性。

31、優(yōu)選的，所述生長時間控制算法的實現包括：

32、根據鉸鏈區(qū)域的預設力學性能要求，設定菌絲體密度的目標范圍；

33、通過生長監(jiān)測設備實時采集鉸鏈區(qū)域的菌絲體分布數據，并與目標范圍對比；

34、若密度低于目標范圍，則延長生長時間或提高環(huán)境濕度以加速菌絲體生長。

35、優(yōu)選的，所述高壓滅菌設備的參數優(yōu)化包括：

36、根據混合物的成分比例計算初始滅菌溫度及時間；

37、通過熱傳導模型模擬滅菌過程中的溫度分布，調整滅菌設備的加熱功率；

38、基于滅菌效果檢測數據動態(tài)優(yōu)化溫度及時間參數。

39、優(yōu)選的，所述動態(tài)調節(jié)閾值的確定方法包括：

40、根據目標產品的結構復雜度劃分多個調節(jié)等級，并為每個等級分配閾值區(qū)間；

41、通過實驗數據驗證各閾值區(qū)間對應的菌絲體生長均勻性，篩選最優(yōu)閾值組合；

42、將最優(yōu)閾值組合嵌入間隙控制算法，實現間隙寬度的分級動態(tài)調整。

43、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

44、在材料制備上，以農業(yè)副產品為基材，不僅實現了資源的高效利用，降低了成本，還充分發(fā)揮了農業(yè)副產品豐富的有機成分對菌絲體生長的促進作用。加入瓊脂作為增強劑，能有效提升打印材料的強度，使其在打印過程中保持形狀穩(wěn)定，同時不影響菌絲體的生長。精確控制營養(yǎng)成分的添加，為菌絲體的后續(xù)生長提供了充足且均衡的養(yǎng)分，保障了菌絲體的活性和生長速度。經過高壓滅菌處理和冷卻后再添加液態(tài)菌絲體，并通過攪拌形成均勻的半流體材料，確保了材料的均勻性和打印性能，使得打印出的產品質量穩(wěn)定、精度高。

45、預設的間隙控制算法是本發(fā)明的一大亮點。根據目標產品結構特征計算初始間隙寬度，并結合菌絲體生長速率模型動態(tài)調節(jié)間隙寬度，能夠精準滿足菌絲體在不同生長階段的通氣需求。通過路徑生成算法在相鄰擠出絲之間生成連續(xù)或間斷的空氣通道，且通道寬度與菌絲體生長階段的需氧量匹配，這極大地促進了菌絲體的生長，提高了菌絲體的生長質量和效率。同時，根據打印層數調整交錯排列的角度來構建交叉層疊結構，顯著增強了打印產品的力學性能，使其更加堅固耐用，能夠滿足多種實際應用場景的需求。

46、組件劃分與組裝方面，根據目標產品功能區(qū)域劃分獨立組件，并分別生成對應打印路徑，充分考慮了產品的功能需求和菌絲體的生長特性。在組件連接處預留菌絲體生長區(qū)域，利用其自然生長形成鉸鏈結構，這種連接方式既自然又牢固，避免了傳統(tǒng)連接方式對菌絲體生長環(huán)境的破壞。通過生長時間控制算法調節(jié)鉸鏈區(qū)域的菌絲體密度，確保了組裝后結構的彎曲強度，使得產品在承受外力時能夠保持良好的結構穩(wěn)定性，提高了產品的可靠性和使用壽命。

47、在工藝參數優(yōu)化上，高壓滅菌設備參數的優(yōu)化方法，根據混合物成分比例計算初始滅菌溫度及時間，并通過熱傳導模型模擬溫度分布來調整加熱功率，最后基于滅菌效果檢測數據動態(tài)優(yōu)化溫度及時間參數，保證了滅菌過程的高效性和精準性，既徹底殺滅有害微生物，又最大程度地保護了菌絲體的活性和打印材料的性能。動態(tài)調節(jié)閾值的確定方法，根據目標產品結構復雜度劃分調節(jié)等級并分配閾值區(qū)間，通過實驗驗證篩選最優(yōu)閾值組合并嵌入間隙控制算法，實現了間隙寬度的分級動態(tài)調整，使打印過程更加智能化、精準化，能夠適應不同產品和菌絲體生長情況的變化。