一种彩色煎饼打印机的制作方法

本发明涉及3D食品打印技术领域，具体涉及一种彩色煎饼打印机。

背景技术：

3D 打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐条逐层打印（FDM技术）的方式来构造物体的。

煎饼打印机就是利用3D打印的FDM技术，把面酱逐条打印到烤盘上，制成艺术造型的煎饼。目前美国已经成功研制成单色的煎饼打印样机，但其煎饼仅能打印一种面酱，面酱通过打印先后顺序不同，加热时间长短不同产生烤制色差来勾勒图案。国内也有仿制机子，但原理与之一模一样。中国实用新型专利“一种彩色煎饼打印机（专利号2015207613656）”公开了一种彩色煎饼打印机，可使用各种颜色、味道、配方的面酱、果酱等一定粘性流动的食材，打印个性化彩色艺术造型的煎饼，但是它还存在多个不足之处：（1）框架为长方形，上板按X梁开缝，Y光轴安在方形座前后竖板上，整体不便安装且精度及稳定性无法保证；（2）Y轴传动电机安在方形座外部右侧处，整体难看且不便包装运输；（3）操控触摸屏在前端竖直面，操作时需蹲下平视，极不方便；（4）主板安装在向上贴板上，易被烤盘加热而不稳定，无专用散热风扇；（5）旁边风扇散热主吹上盖板，对主板散热不理想，同时底部吸气，易受X移动框架梁阻挡进气口，噪音极大；（6）原四通喷头采用铝加工，不符合食用要求，同时L型快插增加阻力，控制难以精确。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种彩色煎饼打印机，基于3D打印FDM技术，通过XY二维运动机构和多个蠕动泵的精确供料配合，在电烤盘上进行绘制多彩图形，并瞬间经过电烤盘高温凝固定形，最终形成多彩艺术煎饼。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种彩色煎饼打印机，包括底座、供料箱和主控板；底座上设有Y运动机构，Y运动机构上设有X运动机构，X运动机构的前后两侧各设有一个打印机构；每个打印机构的顶部均设有进料用的气管接头，每个打印机构的底部均设有出料用的打印喷头；所述供料箱中设有四个储料桶，每个储料桶的上方各对应设有一个蠕动泵，每个蠕动泵均通过PWM正反转调速器与主控板相连接，每个蠕动泵的进料口连接一个进料管并且该进料管插在该蠕动泵下方对应的储料桶中；每个蠕动泵的出料口连接有一个输料硬管，并且该输料硬管的另一端与打印机构的一个气管接头相连接；所述底座上还设有电烤盘，在主控板的控制下，Y运动机构和X运动机构带动打印机构在电烤盘的上方做XY二维运动，打印机构在烤盘上打印出彩色煎饼。

进一步的，设在X运动机构前侧的打印机构设有两个独立的打印料腔；每个打印料腔的底部各设有一个打印喷头，靠近X运动机构的打印料腔的顶部设有四个气管接头，远离X运动机构的打印料腔的顶部设有两个气管接头；设在X运动机构后侧的打印机构设有一个打印料腔，该打印料腔的顶部设有两个气管接头并且其底部设有一个打印喷头。

进一步的，每个储料桶上各设有一个桶盖，桶盖上开设有通风孔和进料管孔；每个蠕动泵进料口连接的进料管通过进料管孔插入对应的储料桶中；每个蠕动泵的上方还设有一个与其配套的调速器旋钮。

进一步的，所述底座为由底板、围裙外壳和上盖板组成的扁平壳体；所述Y运动机构包括Y光轴、Y同步带轮、Y同步带、Y电机组、传动光轴和桥架；所述X运动机构包括X光轴座、X光轴、X同步带、X滑块和X电机；所述底板的左右两侧分别设有一根Y光轴，并且每根Y光轴的两端分别通过一个轴承座架设在底板上；每根Y光轴外侧的前后两端且在与Y光轴平行的方向上分别设有一个Y同步带轮，这两个Y同步带轮上设有Y同步带，Y同步带上设有Y同步带夹；所述底板的后端中间设有具有左右两个输出轴的Y电机组，左右两个输出轴分别连接一个传动光轴，传动光轴的末端与设在Y光轴外侧后端的Y同步带轮相连接；所述Y光轴的上方设有桥架，桥架包括垂直于Y光轴的连扳，连扳左右两端的上部分别固设有一个桥臂，两根Y光轴上分别滑动设有一个Y滑块，两个Y滑块分别与连扳底部的左右两端固定连接，并且连扳底部的左右两端还分别与两个Y同步带上的Y同步带夹固定连接；所述上盖板的左右两侧各开设有一条Y移动槽；左右两桥臂分别从两条Y移动槽中向上伸出，两个桥臂的顶部固设有X横梁，并且X横梁垂直于Y光轴；所述X横梁上部的左右两端分别固设有一个X光轴座，左右两个X光轴座上设有上下两个X光轴，并且在上下两个X光轴之间还设有一个X同步带，X同步带上设有X同步带夹，左右两个X光轴座上分别设有左右两个X同步带轮；两个X光轴上滑动设有X滑块，X滑块上开设有上下两个光轴孔以及位于上下两个光轴孔之间的同步带孔，上下两个光轴孔中均设有加长直线轴承，上下两个X光轴均设在加长直线轴承中，右X光轴座的外侧固设有X电机，X电机的输出轴与右X同步带轮相连接；X同步带从同步带孔中穿过且环绕在左右两个X同步带轮上，并且X同步带两端通过X同步带夹与X滑块固定连接，形成X轴传动闭环；所述主控板分别与Y电机组和X电机相连接。

进一步的，所述电烤盘设在上盖板上且位于左右两个Y移动槽之间；所述底板上开设有多个散热孔，并且底板的内侧铺设有防灰丝网，底板的外底部四角各设有一个支脚；所述主控板安装在底板上，主控板的外部设有屏蔽罩，并且屏蔽罩外设有散热小风扇；主控板的进入电源线缠绕滤波磁环；所述围裙外壳的前侧面为斜坡型，且与底板的夹角为45度，该前侧面上设有触摸屏；围裙外壳的右后侧面上设有与主控板相连接的航空接头，供料箱的控制线通过航空多芯插头与航空接头相连。

进一步的，所述上盖板的左右两侧及中间分别固设有一个120度的外撑，左右两侧的外撑均向外扩展且均位于Y移动槽的内侧。

进一步的，所述X滑块的前后两端分别固设有一个X连接板，每个X连接板上各设有一个打印机构。

进一步的，所述X光轴座、X光轴、X滑块和X电机的外侧设有X护罩；X护罩的左右两侧面和上侧面上均开有多个散热孔；X护罩的前后两侧面上分别开设有上下两个X移动槽；所述前后两侧的X连接板均设在X护罩的外侧，并且这两个X连接板分别通过穿过上下两个X移动槽的螺栓固定在X滑块上；X护罩的右侧面上设有与主控板相连接的航空接头。

进一步的，所述左侧Y光轴的后端上方设有Y限位开关，并且Y限位开关通过限位开关支架固定在底板上；所述上侧X光轴的左端上方设有X限位开关，并且X限位开关固定在左侧的X光轴座上。

进一步的，所述底板的左右两侧且位于Y同步带的外侧分别开设有一条排屑孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明的底座由底板、围裙外壳及上盖板组成，便于拆卸和安装；底板上的排屑孔便于煎饼碎片等80%以上从Y移动槽直接掉到机子外底部，避免进入底板卡住Y运动机构；上盖板左右焊接120度外撑，一来加固上盖板不变形，二防上盖板喷头清洗时水流到底板关键部位；底部Y导轨卡及皮带卡均与底板配套开固定孔，插入定位销即可非常精确安装固定，任何人均可安装；底部开多散热孔，便于内部散热，同时安装时底板内部铺并固定防灰丝网，防灰的同时，杜绝较大异物或昆虫进入；主控板安装在底板上，便于安装调试及维护，同时远离上盖板，避免烤盘加热主控板不稳定；主控板外加屏蔽罩，防止外部电磁辐射，上加散热小风扇，保证主控板长期散热稳定；主控板进入电源线缠绕滤波磁环，过滤电流电压波动干扰信号，保证主板电源稳定长期工作；X横梁安装在底部方形加长滑块上，稳定可靠，为扩展留稳定空间，同时不挡风扇进风，噪音小，也使风向同时向上前后吹，分散增加上盖板散热效果；横梁上采取安装CNC光轴支架，套入光轴后与配套的CNC滑块，配合保证安装精度，及长期耐用性和承重性，为后期功能扩展留有足够承重空间；X护罩左右及上部均开散热孔，便于打煎饼时热量散出，保证X电机及滑动部分散热长期稳定；固定在X滑块两侧的X连接板，精确定位并有较大的承重，便于各种功能扩展；X护罩右侧面设有预设的航空插头，需要时可增加Z轴运动机构，使本设备扩展具有三维加工能力；打印支架为L型钣金，每个均可固定一个四色不锈钢喷头及一个双色喷头，拐弯侧壁设置卡口，可卡住喷头罩；双通、四通喷头上安装不锈钢快插接头，便于拔插输料硬管，底部安装不锈钢接头，可方便安装或更换食用级PP材料易耗打印喷嘴。

供料箱通过航空多芯插头与围裙外壳右后侧面上的航空接头连接，受主控板程序协同控制；供料箱空间大，可随意放置，更换添加面酱，操作便捷，连续持续供料；储料桶采用透明塑料上加盖，有通风孔和进料管孔，一来防止杂物进入污染面酱，二来保持内部湿度，防止料长时间蒸发干结掉皮堵喷嘴；供料箱电器部分包括蠕动泵和PWM正反转调速器，通过主控板给命令，给各路调速器供电，带动蠕动泵正转供料或反转回抽，防止打印时料滴撒；蠕动泵料管与输料硬管紧固后用管路卡固定从供料箱中间竖直穿出，而后连接到打印支架上的快插接头；整体供料回路封闭，均为食用级别材料。蠕动泵外部设计可旋转拆卸的扣板，一来保护泵体及回路不易受外力破坏，二来美观、干净；稍向外使力可脱开扣板的弹簧卡扣，通过上板两个半圆轴片掀起、移除，便于检修和维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是上盖板的结构示意图；

图3是图2的仰视图；

图4是底板上的安装结构示意图；

图5是桥架和X运动机构的结构示意图；

图6是打印机构的结构示意图；

图7是供料箱的结构示意图；

图中，1、底板，2、围裙外壳，3、上盖板，4、Y移动槽，5、Y光轴，6、Y同步带轮，7、Y同步带，8、Y电机组，9、传动光轴，10、连扳，11、桥臂。12、X横梁，13、X光轴座，14、X光轴，15、X同步带，16、X滑块，17、X电机，18、打印支架，19、打印底座，20、打印料腔，21、气管接头，22、打印喷头，23、供料箱，24、储料桶，25、桶盖，26、蠕动泵，27、调速器旋钮，28、排屑孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图所示，本发明公开了一种彩色煎饼打印机，包括底座、供料箱23和主控板；底座上设有Y运动机构，Y运动机构上设有X运动机构，X运动机构的前后两侧各设有一个打印机构；每个打印机构的顶部均设有进料用的气管接头21，每个打印机构的底部均设有出料用的打印喷头22；所述供料箱23中设有四个储料桶24，每个储料桶24的上方各对应设有一个蠕动泵26，每个蠕动泵26均通过PWM正反转调速器与主控板相连接，每个蠕动泵26的进料口连接一个进料管并且该进料管插在该蠕动泵26下方对应的储料桶24中；每个储料桶24上各设有一个桶盖25，桶盖25上开设有通风孔和进料管孔；每个蠕动泵26进料口连接的进料管通过进料管孔插入对应的储料桶24中；桶盖25为透明塑料盖，有通风孔和进料管孔，一来防止杂物进入污染面酱，二来保持内部湿度，防止料长时间蒸发干结掉皮堵喷头。每个蠕动泵26的上方还设有一个与其配套的调速器旋钮27，进行流量控制。每个蠕动泵26的出料口连接有一个输料硬管，并且该输料硬管的另一端与打印机构的一个气管接头21相连接；所述底座上还设有电烤盘，在主控板的控制下，Y运动机构和X运动机构带动打印机构在电烤盘的上方做XY二维运动，打印机构在烤盘上打印出彩色煎饼。设在X运动机构前侧的打印机构设有两个独立的打印料腔20；每个打印料腔20的底部各设有一个打印喷头，靠近X运动机构的打印料腔20的顶部设有四个气管接头21，远离X运动机构的打印料腔20的顶部设有两个气管接头21；设在X运动机构后侧的打印机构设有一个打印料腔20，该打印料腔20的顶部设有两个气管接头21并且其底部设有一个打印喷头22。

本发明的彩色煎饼打印机具有同时四色打印功能，还可以用两色同时打印两个煎饼的功能。四色打印时，供料箱23中的四个储料桶24分别通过相应的蠕动泵26与设在X运动机构前侧且靠近X运动机构的打印料腔20顶部的四个气管接头21相连接；两色双打印时，供料箱23中的两个储料桶24分别通过相应的蠕动泵26与X运动机构前侧的打印料腔20顶部的两个气管接头21相连接，另两个储料桶24分别通过相应的蠕动泵26与X运动机构后侧的打印料腔20顶部的两个气管接头21相连接。

底座为由底板1、围裙外壳2和上盖板3组成的扁平壳体，便于拆卸和安装；围裙外壳2的前侧面为斜坡型，且与底板1的夹角为45度，该前侧面上设有触摸屏，便于后期直视操作；上盖板3的左右两侧各开设有一条Y移动槽4；电烤盘设在上盖板3上且位于左右两个Y移动槽4之间；底板1上开设有多个散热孔，并且底板1的内侧铺设有防灰丝网，防灰的同时，杜绝较大异物或昆虫进入；底板1的外底部四角各设有一个支脚；底板1的左右两侧且位于Y同步带7的外侧分别开设有一条排屑孔28。主控板安装在底板1上，便于安装调试及维护，同时远离上盖板，避免烤盘加热主控板不稳定；主控板的外部设有屏蔽罩，防止外部电磁辐射，并且屏蔽罩外设有散热小风扇，保证主控板长期散热稳定；主控板的进入电源线缠绕滤波磁环，过滤电流电压波动干扰信号，保证主板电源稳定长期工作；围裙外壳2的右后侧面上设有与主控板相连接的航空接头，供料箱23的控制线通过航空多芯插头与航空接头相连，受主控板程序协同控制。

上盖板的左右两侧及中间分别固设有一个120度的外撑，一来加固上盖板不变形，二防上盖板喷头清洗时水流到底板关键部位；左右两侧的外撑均向外扩展且均位于Y移动槽4的内侧。

Y运动机构包括Y光轴5、Y同步带轮6、Y同步带7、Y电机组8、传动光轴9和桥架；X运动机构包括X光轴座13、X光轴14、X同步带15、X滑块16和X电机17；底板1的左右两侧分别设有一根Y光轴5，并且每根Y光轴5的两端分别通过一个轴承座架设在底板1上；每根Y光轴5外侧的前后两端且在与Y光轴5平行的方向上分别设有一个Y同步带轮6，这两个Y同步带轮6上设有Y同步带7，Y同步带7上设有Y同步带夹；底板1的后端中间设有具有左右两个输出轴的Y电机组8，左右两个输出轴分别连接一个传动光轴9，传动光轴9的末端与设在Y光轴5外侧后端的Y同步带轮6相连接；Y光轴5的上方设有桥架，桥架包括垂直于Y光轴5的连扳10，连扳10左右两端的上部分别固设有一个桥臂11，两根Y光轴5上分别滑动设有一个Y滑块，两个Y滑块分别与连扳10底部的左右两端固定连接，并且连扳10底部的左右两端还分别与两个Y同步带7上的Y同步带夹固定连接；左右两桥臂11分别从两条Y移动槽4中向上伸出，两个桥臂11的顶部固设有X横梁12，并且X横梁12垂直于Y光轴5；X横梁12上部的左右两端分别固设有一个X光轴座13，左右两个X光轴座13上设有上下两个X光轴14，并且在上下两个X光轴14之间还设有一个X同步带15，X同步带15上设有X同步带夹，左右两个X光轴座13上分别设有左右两个X同步带轮；两个X光轴14上滑动设有X滑块16，X滑块16上开设有上下两个光轴孔以及位于上下两个光轴孔之间的同步带孔，上下两个光轴孔中均设有加长直线轴承，上下两个X光轴14均设在加长直线轴承中，右X光轴座13的外侧固设有X电机17，X电机17的输出轴与右X同步带轮相连接；X同步带15从同步带孔中穿过且环绕在左右两个X同步带轮上，并且X同步带15两端通过X同步带夹与X滑块16固定连接，形成X轴传动闭环；主控板分别与Y电机组8和X电机17相连接。

X滑块16的前后两端分别固设有一个X连接板，每个X连接板上各设有一个打印机构。X光轴座13、X光轴14、X滑块16和X电机17的外侧设有X护罩；X护罩的左右两侧面和上侧面上均开有多个散热孔；X护罩的前后两侧面上分别开设有上下两个X移动槽；所述前后两侧的X连接板均设在X护罩的外侧，并且这两个X连接板分别通过穿过上下两个X移动槽的螺栓固定在X滑块16上；X护罩的右侧面上设有与主控板相连接的航空接头，需要时可增加Z轴运动机构，使本设备扩展具有三维加工能力。

左侧Y光轴5的后端上方设有Y限位开关，并且Y限位开关通过限位开关支架固定在底板1上；所述上侧X光轴14的左端上方设有X限位开关，并且X限位开关固定在左侧的X光轴座13上。

本发明利用3D打印的FDM技术，对各种颜色、口味的粘性食材（四种面酱或其他粘性食材，面酱颜色、口味、种类可分别设置）分别进行复杂二维形状的造型打印，通过底部电烤盘的加热，快速生产出大众喜欢的五颜六色、形状各异、口味不同的彩色艺术煎饼，满足了人们对煎饼艺术造型的个性化需求。采用FDM技术，不必进行模具的设计制造，大幅度降低了成本。

本发明可使用各种颜色、味道、配方的面酱、果酱等一定粘性流动的食材，打印个性化彩色艺术造型的煎饼，同时可以扩展用于食品裱字等打印。具有经济实用、市场潜力巨大、易于批量生产的特点。本发明可以取代传统煎饼制作工艺，普通无绘画经验的人可以快速制作出各种不同颜色、形状、口味的煎饼，使用方便，成本低，应用范围广，市场前景喜人。