1.一种生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，步骤如下：S1、通过对3D打印工艺分析，分别确定影响生物墨水3D打印平面实心图形效果对应的影响打印直线元素的工艺参数和影响从直线元素到平面实心图形的相邻直线元素之间距离的工艺参数；

S2、通过筛选试验获得各工艺参数的可打印范围；

S3、优化影响打印直线元素的工艺参数，其依次通过定义生物墨水3D打印直线元素的尺寸误差及其测量方法、采用交互作用试验确定田口法正交试验表、及完成田口法正交试验并基于尺寸误差采用信噪比分析试验结果以获得最优工艺参数这三个步骤实现；

S4、优化影响从直线元素到平面实心图形的相邻直线元素之间距离的相关工艺参数，其依次通过定义生物墨水3D打印平面实心矩形的尺寸误差及其测量方法、以及采用单因子试验和信噪比分析以获得最优的距离系数这两个步骤实现。

2.根据权利要求1所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，步骤S1的实施步骤为：

S101、在生物墨水3D打印平面实心图形的工艺过程中，包括：

1)打印直线元素的工艺参数：喷嘴底部到基板的距离h、活塞的速度vp和喷嘴直线运动速度vn；

2)相邻直线元素之间距离的工艺参数：相邻直线元素距离dL；

S102、由于活塞的速度vp和喷嘴直线运动速度vn这两个工艺参数之间存在关联关系，因此替换上述两个工艺参数为喷嘴直线运动速度vn和挤出系数E；其中， 式中，Ds为挤出式3D打印内挤出装置中的针管内径，Dn为挤出式3D打印内挤出装置中的喷嘴内径；

S103、由于在挤出式3D打印机在最优参数工况下进行生物墨水3D打印平面实心图形时，相邻直线元素距离dL和直线平均线宽 之间存在关联关系，因此替换直线元素距离dL这个工艺参数替换为距离系数CL；距离系数CL的计算公式为：S104、最终确定影响生物墨水3D打印平面实心图形效果的工艺参数为：喷嘴直线运动速度vn，挤出系数E，喷嘴底部到基板的距离h和距离系数CL。

3.根据权利要求1所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，步骤S2的具体实施步骤为：

S201、确定喷嘴直线运动速度vn的可打印范围：

1)设置喷嘴底面距离基板20mm，挤出系数E为1，喷嘴直线运动速度vn的取值范围及取值间隔，并根据公式： 计算得到对应的活塞的速度vp；

2)设置喷嘴固定不动，按步骤1)计算得到的不同活塞的速度vp来控制活塞运动，获得不同活塞的速度vp下的3D打印直线元素，观察生物墨水在空气中的成型纤维，选择成型纤维稳定、连续、无突变的结果对应的活塞的速度vp所对应的喷嘴直线运动速度vn的条件，从而确定喷嘴直线运动速度vn的可打印范围；

S202、确定挤出系数E和喷嘴底部到基板的距离h的可打印范围：

1)根据步骤S301所得喷嘴直线运动速度vn的可打印范围，设置喷嘴直线运动速度vn为其可打印范围的中位值；设置挤出系数E在筛选试验中的经验取值范围及取值间隔；设置喷嘴底部到基板的距离h的经验取值范围及取值间隔；

2)首先基于步骤1)的设置确定h的取值为其经验取值范围的中位值，并根据挤出系数E在筛选试验中的经验取值范围及取值间隔进行若干组打印并对应得到若干条3D打印直线元素；然后选择直线元素稳定、连续、无突变的结果为挤出系数E的可打印范围；

3)首先基于步骤2)的结果确定挤出系数E的取值为其可打印范围的中位值，并根据步骤1)的设置的确定的喷嘴底部到基板的距离h的经验取值范围及取值间隔，进行若干组打印并对应得到若干条3D打印直线元素；然后选择直线元素稳定、连续、无突变的结果为喷嘴底部到基板的距离h的可打印范围；

S203、确定距离系数CL的可打印范围：设置喷嘴直线运动速度vn为其可打印范围的中位值，挤出系数E的取值为其可打印范围的中位值，喷嘴底部到基板的距离h为其可打印范围的中位值，根据距离系数CL的经验取值范围及取值间隔进行若干组打印并对应得到若干条3D打印的平面实心矩形；然后选择选择平面实心矩形稳定、连续、无突变、无孔洞的结果为距离系数CL的可打印范围。

4.根据权利要求3所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，在步骤S3中，定义生物墨水3D打印直线元素的尺寸误差及其测量方法：(一)定义在生物墨水3D打印直线元素上的各采样点处的直线元素宽度与全部N个采样点处的直线元素宽度的平均线宽之间的偏差值为生物墨水3D打印直线元素的尺寸误差；其中，N个采样点沿生物墨水3D打印直线元素的长度方向均布设置；

(二)生物墨水3D打印直线元素的尺寸误差的测量方法为：

1)在生物墨水3D打印完成的直线元素下方放置一把直尺，并使直尺平行于该直线元素，以作为直线元素的尺寸参考；然后，利用相机以相机镜头竖直向下垂直于挤出式3D打印机基板的方式采集包含有直线元素和直尺的照片；

2)在相片处理软件中打开照片，并在照片中的直线元素上沿直线方向以Δl的间隔距离设置N个采样点，以放在直线元素下方的直尺作为尺寸参考，测量得到各采样点处直线元素的线宽wi(i＝1,2,...,N)；

3)根据公式： 计算直线元素上N个采样点处测量的多个线宽值的平均线宽

4)根据公式： 计算每个采样点上生物墨水3D打印的直线元素的尺寸误差；式中，ei是第i个采样点上生物墨水3D打印的直线元素的尺寸误差。

5.根据权利要求4所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，在步骤S3中，采用交互作用试验确定田口法正交试验表的实施方法为：

1)将经过步骤S3获得的各项工艺参数按照可打印范围的最小值，中间值和最大值分别设置为水平一、水平二和水平三；

2)对步骤S1确定的三个工艺参数进行交互作用试验，以根据交互试验结果计算得到试验参数总自由度DOFtotal确定适用的正交试验表；

i)将不在交互作用分析中的工艺参数固定为水平二的取值，将在交互作用分析中的两个工艺参数一个分别在水平一、水平二和水平三的取值进行变化、而另一个在水平一和水平三的取值进行变化，并通过3D打印得到不同参数设置下的直线元素；

ii)基于步骤S2测量并计算每条直线元素的平均线宽；

iii)根据步骤ii)计算得到的各试验条件的平均线宽，依次针对vn×E绘制以E为横坐标、平均线宽为纵坐标的交互作用图，针对vn×h绘制以h为横坐标、平均线宽为纵坐标的交互作用图，针对E×h绘制以h为横坐标、平均线宽为纵坐标的交互作用图；进而依据各交互作用图进行交互作用分析，以确定两个参数是否有交互作用：a)若在交互作用图中两条直线平行，则无交互作用；

b)若在交互作用图中两条直线相交或有相交趋势，则存在交互作用；

iv)根据步骤iii)的交互作用试验结果计算试验参数总自由度DOFtotal，以根据试验参数自由度确定正交试验表的适用类型；其中，单工艺参数的自由度＝水平数‑1；

参数A和参数B交互作用的自由度＝(参数A水平数‑1)×(参数B水平数‑1)；

试验参数总自由度DOFtotal为对所有单工艺参数和交互作用的自由度求和；

v)根据试验参数自由度确定正交试验表的试验组数T，进而根据T的要求从L9、L18和L27中选择适用的正交试验表；其中，T≥DOFtotal+1。

6.根据权利要求5所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，在步骤S3中，完成田口法正交试验并基于尺寸误差采用信噪比分析试验结果以获得最优工艺参数的实施方法为：

1)按照步骤S4获得的如表3所示的田口法正交试验表完成正交试验，获得每组参数设定下的生物墨水3D打印直线元素的尺寸误差；

2)将各组直线元素的尺寸误差代入至信噪比公式中，得到各组实验结果的信噪比；其中，信噪比公式为：

式中，η为信噪比；N为采样点个数；ei为每个采样点上尺寸误差；信噪比越高则代表着生物墨水3D打印的直线元素的各个测量点尺寸误差越小，即尺寸精度越高；

3)基于单一工艺参数，将每个工艺参数在其水平一、水平二和水平三对应的各组试验的信噪比取平均值并绘制平均信噪比图；

4)由于越高的信噪比代表尺寸精度越高，因此在平均信噪比图中取信噪比最大值对应的工艺参数作为最优工艺参数。

7.根据权利要求6所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，在步骤S4中，定义生物墨水3D打印平面实心图形的尺寸误差及其测量方法的具体实施步骤如下：

(一)以平面实心矩形的长边方向为X轴、短边方向Y轴，基于平面实心矩形在X轴和Y轴方向上的设计尺寸分别为Lx和Ly得到3D打印的平面实心矩形；在平面实心矩形上沿X轴方向设定均匀分布的N1个采样点、沿Y轴方向设定均匀分布的N2个采样点；定义沿X轴方向上各采样点处的实际短边长度与设计短边长度Ly的偏差值、及沿Y轴方向上各采样点处的实际长边长度与设计长边长度Lx的偏差值，作为生物墨水3D打印平面实心矩形的尺寸误差。

(二)生物墨水3D打印平面实心矩形的尺寸误差的测量方法：

1)将生物墨水以3D打印的方式打印得到平面实心矩形，并在其下方放置一直尺，直尺以平行于平面实心矩形的长边的方式设置，作为平面实心矩形的尺寸参考，利用相机以其镜头朝下垂直于挤出式3D打印机基板的方式拍摄包含有该平面实心矩形和直尺的照片；

2)基于步骤1)获得的照片，在平面实心矩形上沿X轴方向设定均匀分布的N1个采样点、沿Y轴方向设定均匀分布的N2个采样点；

其中，该平面实心矩形的设计长度为Lx，设计宽度为Ly，相邻采样点间设计的间隔距离Δl，则：

照片中的平面实心矩形上沿X轴方向设定的采样点个数N1为：照片中的平面实心矩形上沿Y轴方向设定的采样点个数N2为：其中，在上述两个采样点个数公式中，符号[·]为向下取整符号；

3)采用相片处理软件中打开生物墨水3D打印的平面实心矩形的照片，以放在生物墨水

3D打印的平面实心矩形下方的直尺作为尺寸参考，在沿X轴方向上设置的N1个采样点处分别绘制与Y轴平行的直线，以测量出各采样点处的平面实心矩形实际宽度：lyi(i＝1,

2,...,N1)；在沿Y轴方向上设置的N2个采样点处分别绘制与X轴平行的直线，以测量出各采样点处的平面实心矩形实际长度：lxi(i＝1,2,...,N2)；

4)依据公式：exi＝lyi‑Ly,(i＝1,2,...,N1)，计算沿X轴方向上各采样点实际尺寸与设计尺寸的偏差值；其中，exi是平面实心矩形在X方向第i个采样点上实际尺寸与设计尺寸的偏差值；exi的集合为平面实心矩形上沿X轴方向上所有采样点的实际尺寸与设计尺寸的偏差值；

依据公式：eyi＝lxi‑Lx,(i＝1,2,...,N2)，计算沿Y轴方向上各采样点实际尺寸与设计尺寸的偏差值；其中，eyi是平面实心矩形在Y方向第i个采样点上实际尺寸与设计尺寸的偏差值；eyi的集合为平面实心矩形上所有沿Y轴方向上采样点的实际尺寸与设计尺寸的偏差值。

8.根据权利要求7所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，在步骤S4中，采用单因子试验和信噪比分析以获得最优的距离系数的具体实施步骤为：

1)根据步骤S3得到的最优参数以及步骤S203确定的距离系数CL的经验取值范围及取值间隔，设置不同的距离系数CL进行若干组平面实心矩形3D打印测试，并对应获得若干个平面实心矩形；

2)计算每个平面实心矩形对应的生物墨水3D打印平面实心矩形的尺寸误差，并代入信噪比计算公式： 计算得到各个平面实心矩形对应的信噪比结果；

3)选择信噪比最大值所对应的距离系数CL为最优的距离系数CL。

9.根据权利要求4或7所述的生物墨水3D打印平面实心图形的工艺参数优化方法，其特征在于，Δl≤2mm。