一种多材料食品3d打印装置制造方法

一种多材料食品3d打印装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种多材料食品3D打印装置，包括食材储存罐、输气管、空气控制阀、加热保温装置、空气压缩机、空气过滤器、材料注射系统和食品烹饪系统，所述食材储存罐通过所述输气管依次与所述空气控制阀、空气过滤器和空气压缩机连接在一起，所述加热保温装置安装在所述食材储存罐上，其特点是操作简单，成本也不高，具有较大的成批市场化成产和推广前景。
【专利说明】一种多材料食品3D打印装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印领域，尤其是一种用于加工食材的3D打印装置。

【背景技术】
[0002]在定制食物或一些家庭制作的食物中，人工是一个决定食物色香味的关键性因素。一些传统食物的制作例如蛋糕、巧克力、披萨、饼干、面包等，都是将食品原料进行一定的堆积，然后将堆积后的产品进行加工制作的来的。而现在使用FDM技术的3D打印机也是同样将打印材料利用喷头选择性的涂敷在工作台上，一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型，与某些食物的做法有异曲同工之处。因此可将食物的制作与FDM技术结合起来，研发多材料食品3D打印系统。
[0003]项目原理:本项目采用的技术是:首先将打印所需要的食材进行加工，根据食材的不同进行不同的加工，例如加热，搅拌等等。然后将加工好的食材送入打印机中相应的材料盒中，并选择好需要打印的食物类型，形状，有无基底等等。启动打印后，打印机会根据设定好的食材类型控制装有不同材料的打印喷头在工作平台上涂敷一层需要的主食材、配料食材、支撑食材。一层成型完成后，工作平台下降一个高度再成型下一层，直至形成整个实体造型。
[0004]造型完毕后，打印平台下降致最低处，根据食材类型启动对打印食品的最后加工，例如烤制等，最终完成3D食品打印。
[0005]2012年的3D打印技术通过展会、技术交流、出版物、媒体报道等方式涌入公众的视野。相关设备供应商、服务供应商以及其他3D行业内的各公司通过强强合并的方式增强了 3D打印阵营的实力，产业不断壮大，为技术的快速发展奠定了坚实的基础。
[0006]近年来，基于3DP、SLA、SLS等技术的3D打印设备不断更新，新式喷头、机构等新器件也推陈出新。新器件、新材料的不断涌现，同时推动了 3D打印技术的快速发展。人们开始研究使用可食用材料进行3D打印，研发可以将食物打印出来的3D食物打印机。借助这一机器以巧克力或其他食材为原料“打印”出各种造型奇特的食品。据荷兰媒体2012年10月23日报道，这一 3D食物打印机在埃因霍温举办的一个展会上亮相，引起诸多食品厂商和普通民众的兴趣。荷兰国家应用科学研究院的研究员克耶德.范博梅尔说:“传统打印机可在纸上打印文字、图像，近几年发展起来的3D打印技术还可以‘打印’出塑料和金属小制品，而3D食品打印机别具特色。”。
[0007]美国宇航局出资研制一种3D食物打印机，可以用装满油、蛋白质粉和碳水化合物的料盒打印食物。料盒中的材料可能来自于昆虫、草和藻类。这一想法听起来似乎遥不可及。不过，宇航局已经向3D打印机厂商系统与材料研究公司(SMRC)提供一笔为期6个月的12.5万美元资金，要求其研制一种通用型食物合成器。
[0008]我国3D打印技术的发展自20世纪90年代初开始，西安交通大学、清华大学、华中科技大学、北京隆源公司等在典型的成型设备、软件、材料等方面研究和产业化方面获得了重大进展，接近国外产品水平。随后国内许多高校和研究机构也开展了相关研究，重点在金属成型方面开展研究，如西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、上海交通大学、大连理工大学、中国工程物理研究院等单位都在做探索性的研究和应用工作。
[0009]在3D打印食物方面，暂时处于国内技术空白领域，拥有巨大的发展空间，而现有的一些技术存在以下缺陷:
[0010]1、现有的食品3D打印机多在国外，国内现属于技术空白区；
[0011]2、现有的食品3D打印机大多使用其他3D打印机改装而来，没有专业的结构；
[0012]3、现有的食品3D打印机大多由国外发烧友开发，暂时没有大批量的生产，进入家用范围的可能性较小；
[0013]4、现有的食品3D打印机使用的材料单一，一台改装后的食品3D打印机只能打印某种单一的食物。


【发明内容】

[0014]为了解决上述问题，本实用结合食品3D打印机的特点，在于提供一种结构完善更易走进家庭的食品打印装置。
[0015]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:本实用新型一种多材料食品3D打印装置，包括食材储存罐、输气管、空气控制阀、加热保温装置、空气压缩机、空气过滤器、材料注射系统和食品烹饪系统，所述食材储存罐通过所述输气管依次与所述空气控制阀、空气过滤器和空气压缩机连接在一起，所述加热保温装置安装在所述食材储存罐上，所述食材储存罐与所述材料注射系统连接，所述材料注射系统与所述食品烹饪系统连接，所述食品烹饪系统是一种由烤箱板和烤箱门组成的烤箱。
[0016]进一步的，所述材料注射系统包括输料管、阀门控制器和食材喷头，所述输料管连接所述食材储存罐和所述阀门控制器，所述食材喷头与所述阀门控制器连接。
[0017]进一步的，所述食材储存罐的数量不小于2个。
[0018]本实用新型所涉及到的技术方案在实际应用中操作简单，成本也不高，具有较大的成批市场化成产和推广前景。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1:本实用新型结构图。
[0020]图2:本实用新型材料注射系统结构图。
[0021]图3:本实用新型食品烹饪系统结构图。
[0022]其中1、食材储存罐；2、输气管；3、空气控制阀；4、加热保温装置；5、空气压缩机；6、空气过滤器；7、输料管；8、阀门控制器；9、食材喷头；10、烤箱门；11、烤箱版。

【具体实施方式】
[0023]以下结合【专利附图】

【附图说明】对对本实用新型做进一步说明。
[0024]如图1所示，本实用新型一种多材料食品3D打印装置，包括食材储存罐、输气管、空气控制阀、加热保温装置、空气压缩机、空气过滤器、材料注射系统和食品烹饪系统，所述食材储存罐通过所述输气管依次与所述空气控制阀、空气过滤器和空气压缩机连接在一起，所述加热保温装置安装在所述食材储存罐上，所述食材储存罐与所述材料注射系统连接，所述材料注射系统与所述食品烹饪系统连接，所述食品烹饪系统是一种由烤箱板和烤箱门组成的烤箱，所述材料注射系统包括输料管、阀门控制器和食材喷头，所述输料管连接所述食材储存罐和所述阀门控制器，所述食材喷头与所述阀门控制器连接，所述食材储存罐的数量不小于2个。
[0025]如图1，打印开始前人工将食材装入食材储存罐，盖紧罐口。启动打印后，如果使用了糖浆类材料，则存放糖浆的食材储存罐外围的加热保温装置开始工作，将糖浆融化为半流动状态。空气压缩机开始工作，压缩空气通过空气过滤器进入控制阀中，空气控制阀根据打印需求将压缩空气送入不同的食材储存罐中，使食材储存罐中的活塞向下运动,将食材送入材料注射系统。例如在打印面粉糊时，空气控制阀将压缩空气送入放置面粉糊的材料储存罐，维持活塞向下运动，其他两个材料存储罐不送入空气，活塞停止运动。
[0026]如图2，当适合打印的食材被送入材料注射系统后，由材料注射系统根据内部压强决定何时出料。当材料存储罐中的活塞向下运动时，材料通过输料管进入阀门控制器，阀门控制器中的压强增大，当压强到达一定值时，阀门打开，材料即可从食材喷头中挤出；当活塞不动时，阀门内部由于喷头出料而压强减小，阀门关闭，出料停止。
[0027]如图3，食物成型完成后需要根据食物类型决定是否需要后期加工，如巧克力、奶油蛋糕等不需要后期加工，如饼干、面包等食物则需要后期烤制。食物成型完成后，底板下降到最底部，实际是将成型完成的食材带入了烤箱。后期加工主要以烤制为主，烤箱采用左方、右方和后方的烤箱板与底板四面加热的方式，在烤箱工作前，需要人为在烤箱上方，喷头下方盖上烤箱盖板，以保持烤箱内的温度。烤制完成后或者食物不需要烤制时，可打开烤箱门取出加工完成的食物。
【权利要求】
1.一种多材料食品3D打印装置，其特征是:包括食材储存罐、输气管、空气控制阀、力口热保温装置、空气压缩机、空气过滤器、材料注射系统和食品烹饪系统，所述食材储存罐通过所述输气管依次与所述空气控制阀、空气过滤器和空气压缩机连接在一起，所述加热保温装置安装在所述食材储存罐上，所述食材储存罐与所述材料注射系统连接，所述材料注射系统与所述食品烹饪系统连接，所述食品烹饪系统是一种由烤箱板和烤箱门组成的烤箱。
2.根据权利要求1所述的一种多材料食品3D打印装置，其特征是:所述材料注射系统包括输料管、阀门控制器和食材喷头，所述输料管连接所述食材储存罐和所述阀门控制器，所述食材喷头与所述阀门控制器连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种多材料食品3D打印装置，其特征是:所述食材储存罐的数量不小于2个。
【文档编号】A23P1/10GK204070482SQ201420431058
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】王光, 王辉, 魏璞 申请人:西安非凡士机器人科技有限公司