一种用于夹心能量棒制作的3D打印装置

一种用于夹心能量棒制作的3d打印装置
技术领域
1.本实用新型属于食品3d加工打印技术领域，具体涉及一种用于夹心能量棒制作的3d打印装置。


背景技术：

2.能量棒是一种可以快速补充能量的食品，对于这种体积小、质量轻、便于携带、逐步大众化的食品，能量棒的营养价值也变得越来越重要，夹心能量棒的出现是满足这种需求的一种新型食品，其外壳能够满足人们的能量需求，夹心的内容能满足不同人群的口味或者营养需求。由于夹心食品独特的形状以及不同人群对能量棒能养要求的提高，需要专门的模具进行生产，限制了夹心食品生产线的生产种类，而3d打印技术的出现，为其提供了一个具有内部结构复杂打印的可能性，多种夹心形状和口味混合于一身的夹心能量棒的生产成为了现实。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本实用新型提供了一种用于夹心能量棒制作的3d打印装置，该装置设计精巧，将出料不同的喷头结合利用，不仅大大节省了能量棒的成型时间，消费者或商家还能够根据消费或生产需求，实时调整打印原料种类或形状，能够同时满足其能量以及其他营养物质同时存在的个性化要求。
4.本实用新型通过以下技术方案实现：一种用于夹心能量棒制作的3d打印装置，包括机架、喷头固定架、至少两个喷嘴、打印工作台和控制器；
5.所述机架安装在打印工作台上；所述机架内设有升降机构和圆环，升降机构能够驱动圆环在机架内上下移动；
6.所述喷头固定架安装在圆环的下部，所述喷嘴沿圆环的径向依次安装在喷头固定架下；所述喷头固定架与驱动装置连接；所述驱动装置驱动喷头固定架带动喷嘴沿圆环圆周移动；所述喷头固定架上设有传送装置三，所述传送装置三与喷嘴连接，驱动喷嘴在喷头固定架上沿圆环的径向移动；
7.所述控制器分别与升降机构、驱动装置、传送装置三和喷嘴连接。
8.上述方案中，所述升降机构包括传动装置一、传送装置二和升降杆；
9.所述传动装置一和传送装置二分别安装在机架的两侧；所述升降杆的两端分别与机架两侧滑动连接；所述圆环与升降杆连接，且圆环的圆心与升降杆的中心重合；所述传动装置一和传送装置二分别与升降杆的两端连接，驱动升降杆带动圆环上下移动；传动装置一和传送装置二分别与控制器连接。
10.进一步的，所述传动装置一包括传送电机一、传送带一、滑动块一和滑动杆一；
11.所述滑动杆一竖直安装在机架的一侧；所述滑动块一上有贯穿孔，所述滑动杆一穿过滑动块一的贯穿孔；所述滑动块一一面与传送带一连接，另一面与升降杆的一端连接；传送电机一与传送带一的转轴连接；传送电机一驱动传送带一带动滑动块一在滑动杆一上
下运动；传送电机一与控制器连接。
12.进一步的，所述传动装置二包括传送电机二、传送带二、滑动块二和滑动杆二；
13.所述滑动块二竖直安装在机架的另一侧；所述滑动块二上有贯穿孔，所述滑动杆二穿过滑动块二的贯穿孔；所述滑动块二一面与传送带二连接，另一面与升降杆的另一端连接；传送电机二与传送带二的转轴连接；传送电机二驱动传送带二带动滑动块二在滑动杆二上下运动；传送电机二与控制器连接。
14.进一步的，所述驱动装置为旋转电机；所述旋转电机安装在升降杆上；所述圆环的圆心安装有固定轴，固定轴下端设有旋转轴；所述旋转轴下端与喷头固定架的一端连接，喷头固定架的另一端末端通过滑动轴与圆环滑动连接；旋转电机驱动旋转轴带动喷头固定架通过滑动轴沿圆环的圆周转动；旋转电机与控制器连接。
15.上述方案中，所述喷头固定架包括传送装置三、喷嘴一和喷嘴二；
16.所述传送装置三安装在喷头固定架上；所述喷嘴一和喷嘴二安装在喷头固定架下、且喷嘴一和喷嘴二与传送装置三连接；所述传送装置三驱动喷嘴一和喷嘴二沿圆环的径向移动；所述传送装置三、喷嘴一和喷嘴二分别与控制器连接。
17.进一步的，所述传送装置三包括传送电机三、传送带三、滑动块三和滑动杆三，所述传送带三安装在喷头固定架上，传送电机三安装在喷头固定架的一端与传送带三一端的转动轴相连；所述滑动杆三安装在喷头固定架上、且位于传送带三下方；滑动块三套在滑动杆三上，滑动块三的上端与传送带三连接，下端设有平行安装的喷嘴一和喷嘴二；所述传送电机三驱动传送带三带动滑动块三在滑动杆三上沿圆环的径向移动；所述传送电机三与控制器连接。
18.进一步的，所述喷头固定架还包括固定机架；所述滑动块三的下端与固定机架连接，所述固定机架上平行安装喷嘴一和喷嘴二；所述传送电机三驱动传送带三通过滑动块三带动固定机架在滑动杆三上沿圆环的径向移动。
19.进一步的，所述喷嘴一包括上部的物料进口一和下部的出料孔一；所述喷嘴二包括上部的物料进口二和下部的出料孔二。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种用于夹心能量棒制作的3d打印装置，其设计精巧，将出料不同的两个喷头结合利用，不仅大大节省了能量棒的成型时间，消费者或商家还能够根据消费或生产需求，实时调整两种打印原料种类或形状，能够同时满足其能量以及其他营养物质同时存在的个性化要求。
附图说明
21.图1是本实用新型一种实施方式的用于夹心能量棒制作的3d打印装置的正视图；
22.图2是本实用新型一种实施方式的用于夹心能量棒制作的3d打印装置的俯视图；
23.图3是本实用新型一种实施方式的用于夹心能量棒制作的3d打印装置的夹心能量棒的结构示意图。
24.图中，1、机架；10、传送电机一；11、传送带一；12、滑动块一；13、滑动杆一；101、传送电机二；111、传送带二；121、滑动块二；131、滑动杆二；2、喷头固定架；20、传送电机三；21、传送带三；22、滑动块三；23、滑动杆三；3、打印工作台；30、升降杆；31、旋转电机；32、固定轴；33、旋转轴；34、滑动轴；35、圆环；400、固定机架；401、物料进口一；402、物料进口二；
411、喷嘴一；412、喷嘴二；421、出料孔一；422、出料孔二； 51、底盖；52、外壳；53、端盖；54、夹心。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.图1、2所示为所述用于夹心能量棒制作的3d打印装置的一种较佳实施方式，所述用于夹心能量棒制作的3d打印装置，包括机架1、喷头固定架2、至少两个喷嘴、打印工作台3 和控制器；所述机架1安装在打印工作台3上；所述机架1内设有升降机构和圆环35，升降机构能够驱动圆环35在机架1内上下移动；所述喷头固定架2安装在圆环35的下部，所述喷嘴沿圆环35的径向依次安装在喷头固定架2下；所述喷头固定架2与驱动装置连接；所述驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动；所述喷头固定架2上设有传送装置三，所述传送装置三与喷嘴连接，驱动喷嘴在喷头固定架2上沿圆环35的径向移动；所述控制器分别与升降机构、驱动装置、传送装置三和喷嘴连接。
29.根据本实施例，优选的，所述机架1是一个立方体金属框架。
30.所述升降机构包括传动装置一、传送装置二和升降杆30；所述传动装置一和传送装置二分别安装在机架1的两侧；所述升降杆30的两端分别与机架1两侧滑动连接，并保持水平；所述圆环35与升降杆30连接，且圆环35的圆心与升降杆30的中心重合，可随升降杆30上下移动；所述传动装置一和传送装置二分别与升降杆30的两端连接，驱动升降杆30带动圆环35上下移动；传动装置一和传送装置二分别与控制器连接。
31.所述传动装置一包括传送电机一10、传送带一11、滑动块一12和滑动杆一13；所述滑动杆一13竖直安装在机架1的一侧；所述滑动块一12上有贯穿孔，所述滑动杆一13穿过滑动块一12的贯穿孔；所述滑动块一12一面与传送带一11连接，另一面与升降杆30的一端连接；传送电机一10与传送带一11的转轴连接；传送电机一10驱动传送带一11带动滑动块一
12在滑动杆一13上下运动；传送电机一10与控制器连接。
32.所述传动装置二包括传送电机二101、传送带二111、滑动块二121和滑动杆二131；所述滑动块二121竖直安装在机架1的另一侧；所述滑动块二121上有贯穿孔，所述滑动杆二 131穿过滑动块二121的贯穿孔；所述滑动块二121一面与传送带二111连接，另一面与升降杆30的另一端连接；传送电机二101与传送带二111的转轴连接；传送电机二101驱动传送带二111带动滑动块二121在滑动杆二131上下运动；传送电机二101与控制器连接。
33.根据本实施例，优选的，所述驱动装置为旋转电机31；所述旋转电机31安装在升降杆 30上；所述圆环35的圆心安装有固定轴32，固定轴32下端设有旋转轴33；所述旋转轴33 下端与喷头固定架2的一端连接，喷头固定架2的另一端末端通过滑动轴34与圆环35滑动连接；旋转电机31驱动旋转轴33带动喷头固定架2通过滑动轴34沿圆环35的圆周转动；旋转电机31与控制器连接。
34.根据本实施例，优选的，所述喷头固定架2包括传送装置三、喷嘴一411和喷嘴二412；所述传送装置三安装在喷头固定架2上；所述喷嘴一411和喷嘴二412安装在喷头固定架2 下、且喷嘴一411和喷嘴二412与传送装置三连接；所述传送装置三驱动喷嘴一411和喷嘴二412沿圆环35的径向移动；所述传送装置三、喷嘴一411和喷嘴二412分别与控制器连接。
35.所述传送装置三包括传送电机三20、传送带三21、滑动块三22和滑动杆三23，所述传送带三21安装在喷头固定架2上，传送电机三20安装在喷头固定架2的一端与传送带三21 一端的转动轴相连；所述滑动杆三23安装在喷头固定架2上、且位于传送带三21下方；滑动块三22套在滑动杆三23上，滑动块三22的上端与传送带三21连接，下端设有平行安装的喷嘴一411和喷嘴二412；所述传送电机三20驱动传送带三21带动滑动块三22在滑动杆三23上沿圆环35的径向移动；所述传送电机三20与控制器连接。
36.根据本实施例，优选的，所述喷头固定架2还包括固定机架400；所述滑动块三22的下端与固定机架400连接，所述固定机架400上平行安装喷嘴一411和喷嘴二412；所述传送电机三20驱动传送带三21通过滑动块三22带动固定机架400在滑动杆三23上沿圆环35的径向移动。
37.所述喷嘴一411包括上部的物料进口一401和下部的出料孔一421；所述喷嘴二412包括上部的物料进口二402和下部的出料孔二422。
38.如图3所示，所述夹心能量棒是一个直立圆柱状功能性食品，由外部的外壳部分和与内部的夹心部分组成，所述夹心部分同样为直立圆柱状；所述外壳部分由喷嘴一411挤压成型，包括底盖51、外壳52和端盖53，所述夹心部分下部为底盖51，外壳52是与夹心部分等高的外壳部分，夹心部分上部为端盖53；夹心部分由喷嘴二412挤压成型。
39.所述喷嘴一411位于喷嘴二412的外围；所述喷嘴一411可随传送带三21运动至旋转轴 33正下方，即圆环圆心正下方处；所述物料进口一401和物料进口二402的原料可替换。
40.所述用于夹心能量棒制作的3d打印装置的方法，包括以下步骤：
41.准备阶段：所述控制器控制传送装置三将外侧的喷嘴运动至圆环35正下方的圆心处；升降机构调整喷头固定架2的高度，使喷嘴位于打印工作台3上方设定的位置；
42.打印夹心能量棒的底盖51：控制器控制外侧的喷嘴出料，内侧喷嘴不出料；控制器
控制驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒底盖51的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，外侧的喷嘴调整至圆心处，继续打印底盖51，当升降机构上升的高度为底盖51的高度时，底盖51打印完成；
43.打印夹心能量棒的外壳52和夹心部分：外侧的喷嘴和内侧喷嘴均出料；控制器控制升降机构上升至设定的位置，使外侧的喷嘴和内侧喷嘴的出料孔位于底盖51上方，内侧喷嘴调整至圆心处；驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒外壳52和夹心部分的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，内侧的喷嘴调整至圆心处，继续打印外壳52和夹心部分，当升降机构上升的高度为外壳52和夹心部分的高度时，外壳52和夹心部分打印完成；
44.打印夹心能量棒的端盖53：控制器控制外侧的喷嘴出料，内侧喷嘴不出料；控制器控制驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒端盖53的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，外侧的喷嘴调整至圆心处，继续打印端盖53，当升降机构上升的高度为端盖53的高度时，端盖53打印完成。
45.上述方案中，当所述喷头固定架2设有的喷嘴包括沿圆环35的径向依次布置的喷嘴一 411和喷嘴二412，该方法具体包括以下步骤：
46.准备阶段：所述控制器控制传送装置三将外侧的喷嘴一411运动至圆环35正下方的圆心处；升降机构调整喷头固定架2的高度，使喷嘴位于打印工作台3上方设定的位置；
47.打印夹心能量棒的底盖51：控制器控制喷嘴一411出料，喷嘴二412不出料；控制器控制驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒底盖51的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，喷嘴一411调整至圆心处，继续打印底盖51，当升降机构上升的高度为底盖51的高度时，底盖51打印完成；
48.打印夹心能量棒的外壳52和夹心部分：喷嘴一411和喷嘴二412均出料；控制器控制升降机构上升至设定的位置，使喷嘴一411和喷嘴二412的出料孔位于底盖51上方，内侧喷嘴二412调整至圆心处；驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴一411和喷嘴二412沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒外壳52和夹心部分的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，内侧的喷嘴二412调整至圆心处，继续打印外壳52和夹心部分，当升降机构上升的高度为外壳52和夹心部分的高度时，外壳52和夹心部分打印完成；
49.打印夹心能量棒的端盖53：控制器控制喷嘴一411出料，喷嘴二412不出料；控制器控制驱动装置驱动喷头固定架2带动喷嘴沿圆环35圆周移动，逐步完成夹心能量棒端盖53的底面圆形的打印后，控制器控制升降机构上升至设定的位置，外侧的喷嘴一411调整至圆心处，继续打印端盖53，当升降机构上升的高度为端盖53的高度时，端盖53打印完成。
50.根据本实施例优选的，所述旋转轴32与喷头固定机架2一端长度为其总长度的1/3处连接；在喷头固定架2另一端的末端，喷头固定架2通过滑动轴34与圆环35滑动连接；旋转电机31通过带动旋转轴33转动，从而带动喷头固定架2以及喷头固定架2上的负载转动。
51.根据本实施例，优选的，所述出料孔一421和出料孔二422的直径为1.5mm；两个喷嘴分别通过物料进口一401和物料进口二402接受外部的具有推进力的打印原料在出料孔一421 和出料孔二422进行挤压出料打印。
52.根据本实施例，优选的，所述夹心能量棒的成型具体过程为：
53.准备阶段：所述控制器控制传送带三21将喷嘴一411运动至旋转轴33正下方，即圆
心处；升降杆30通过传送带一11和传送带二111调整高度，使出料孔一421和出料孔二422 位于打印工作台3上方1.5mm的位置；
54.打印夹心能量棒的底盖51：此阶段出料孔一421出料，出料孔二422不出料；控制器控制旋转电机31工作，带动旋转轴33运动，从而带动喷头固定架2以及喷头固定架2上的负载转动；每转动一周，传送带三21带动两个喷头向喷头固定架2的2/3长度末端运动1.5mm，运动至夹心能量棒底盖51底面圆形边后，升降杆30上升1.5mm，出料孔一421调整至圆心处，开始打印第二层；当升降杆30上升的高度为所述底盖51的高度时，底盖51打印完成；
55.打印夹心能量棒的外壳52和夹心54：此阶段出料孔一421和出料孔二422均出料；升降杆30上升，使两出料孔居底盖51上方1.5mm处，出料孔二422调整至圆心处；旋转电机开始转动，每转动一周，传送带三21带动两个喷头向喷头固定架2的2/3长度末端运动1.5mm，运动距离为夹心圆柱底面圆形的半径，结束后开始打印下一层，即升降杆30上升1.5mm，出料孔二422重新调整至圆心处；当升降杆30上升的高度为所述夹心54的高度时，外壳51和夹心54打印完成；
56.打印夹心能量棒的端盖53：该过程与底盖51打印过程相同。
57.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
58.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。