3d打印机挤料装置及具有该装置的巧克力3d打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种3D打印机挤料装置及具有该装置的巧克力3D打印机，属于3D打印【技术领域】，包括料筒、位于料筒内在其进料端和出料端之间运动的活塞、与料筒的出料端连接的喷嘴，活塞设置有伸出料筒的限位臂，在限位臂随活塞运行的行程终点设有与限位臂配合的限位报警装置。可通过电机驱动活塞运动挤压，当活塞下行到出料端，限位臂接触限位报警装置将其触发，提醒操作人员及时添加巧克力等原料，可根据具体需要设置活塞位于出料端的具体位置，进而确定限位报警位置。不仅能打印平面文字和简单图案，而且能打印复杂的3D模型，在打印过程中可实现自动化，避免了人工污染，更洁净卫生。
【专利说明】3D打印机挤料装置及具有该装置的巧克力3D打印机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印【技术领域】，具体而言，涉及一种3D打印机挤料装置及具有该装置的巧克力3D打印机。
【背景技术】
[0002]3D打印是将建立好的模型通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术，普遍应用于工业制造领域，也可用于巧克力等食品的制作成型，可快速制作出各种不同图案形状的巧克力，目前通过人工用手裱花和挤绘出消费者定义的文字的方式，耗时费力，而且不够精美，不能完全满足人们的需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可实现自动化的3D打印机挤料装置及具有该装置的巧克力3D打印机，以解决上述问题。
[0004]为实现本实用新型目的，采用的技术方案为:一种3D打印机挤料装置，包括料筒、位于料筒内在其进料端和出料端之间运动的活塞、与料筒的出料端连接的喷嘴，活塞设置有伸出料筒的限位臂，在限位臂随活塞运行的行程终点设有与限位臂配合的限位报警装置。
[0005]进一步地，所述料筒的外表面套设有与料筒形状相匹配的加热套筒，加热套筒的外表面包裹有保温层。通过包裹的保温材料减小其散热性，保持温度均匀，打印原料保持良好的流动性，挤料顺畅，无堵塞现象。
[0006]进一步地，所述加热套筒内设置有加热棒和热电偶，且二者连接有控制器。加热棒和热电偶来加热并通过控制器实时监测料筒温度，以便控制。
[0007]进一步地，还设置有半导体制冷装置和与其连接的导冷气管，导冷气管的出口端位于喷嘴处。
[0008]让冷空气沿着导冷气管流出，冷气更加集中，减少了与外界常温的热交换，直接朝向喷嘴中打印出的巧克力对其进行冷却，冷却效果更好，巧克力成型更加快速，避免已挤出的巧克力未能快速凝固而对后面打印的巧克力不能形成有效的支撑作用，导致巧克力沿着模型表面向下流，使打印的模型变形。
[0009]进一步地，还包括驱动电机和与其连接的配有丝杠螺母的丝杠，活塞连接有推杆，丝杠螺母与推杆连接。
[0010]进一步地，所述限位臂安装在推杆上。
[0011]进一步地，所述限位报警装置为连接有蜂鸣器的机械限位开关。
[0012]一种巧克力3D打印机，包括权利要求1至7中任一项所述的3D打印机挤料装置。
[0013]进一步地，还包括可沿X轴和Z轴方向移动的支架、沿Y轴方向移动的成型平台，挤料装置安装在支架上。X、Y、Z轴均可通过电机控制器的控制，使挤料装置与成型平台按照打印模型预先规划的路径移动，实现定位。
[0014]本实用新型的有益效果是，通过活塞将原料挤压成型，并可通过电机驱动活塞运动挤压，当活塞下行到出料端，即距离料筒底端一定距离时，限位臂接触限位报警装置将其触发，通电报警，提醒操作人员及时添加巧克力等原料，可根据具体需要设置活塞位于出料端的具体位置，进而确定限位报警装置的位置即报警位置。不仅仅能打印平面文字和简单图案，而且能打印复杂的3D模型，在打印过程中可实现自动化，避免了人工污染，更洁净卫生；而且加热套筒和保温层的结合使原料在料筒内流动性更好，挤料顺畅，无堵塞；喷嘴出料冷却效果好，成型迅速。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型提供的3D打印机挤料装置的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型提供的具有图1所示挤料装置的巧克力3D打印机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0018]图1、图2示出了本实用新型提供的3D打印机挤料装置，包括料筒20、位于料筒20内在其进料端和出料端之间运动的活塞16、与料筒20的出料端连接的喷嘴17，活塞16设置有伸出料筒20的限位臂9，在限位臂9随活塞16运行的行程终点设有与限位臂9配合的限位报警装置8，其为连接有蜂鸣器的机械限位开关。为了使出料快速冷却便于成型，还设置有半导体制冷装置7和与其连接的导冷气管6，导冷气管6的出口端位于喷嘴17处。
[0019]料筒20的外表面套设有与料筒20形状相匹配的加热套筒15，加热套筒15内设置有加热棒13和热电偶14，且二者连接有控制器，加热套筒15的外表面包裹有保温层12，具体为保温材料制作的保温套。
[0020]料筒20内运动的活塞16是通过驱动电机5带动，具体是驱动电机5连接配有丝杠螺母10的丝杠，活塞连接有推杆，丝杠螺母10与推杆11连接，从而通过推杆11带动活塞16运行，限位臂9具体安装在推杆11上，便于其在料筒20外跟随运行，起到限位作用。活塞16的驱动也可采用气缸等其他能带动其往复运动的驱动装置。
[0021 ] 由驱动电机5通过丝杠螺母10，将旋转运动变为直线运动，并与活塞16连接，融化的巧克力或其他原料在活塞16的推进力下，从喷嘴16挤出实现打印，本装置匹配了两种规格的喷嘴16 ■?出口直径为0.4_和2_的喷嘴16，通过两种规格的切换，实现巧克力模型快速或精细打印，也可以根据需要设置更多个规格不同的喷嘴16。
[0022]本实用新型实施例还提供了一种巧克力3D打印机，包括挤料装置，挤料装置为上述公开的3D打印机挤料装置，该打印机还包括可沿X轴19和Z轴18方向移动的支架、沿Y轴方向移动的成型平台4，挤料装置安装在支架上。其具体是X轴步进电机I通过同步轮同步带与挤料装置连接，驱动挤料装置沿X轴19移动；Y轴步进电机3通过同步轮同步带与成型平台4连接，驱动成型平台4沿Y轴移动；Ζ轴步进电机2通过丝杠螺母10与挤料装置连接，驱动挤料装置沿Z轴18方向移动。
[0023]使用时，在电脑上将需要打印的巧克力模型切片分层处理好并将切片文件导入到打印机里面，设置好打印温度和打印速度，然后将已融化的巧克力装入到料筒20里面。一切准备好后，开始打印模型，首先通过加热套筒15来加热料筒20达到预设的温度。料筒20外装有加热套筒15，加热套筒上安装了加热棒13和热电偶14，加热棒13和热电偶14与控制器连接，热电偶14用于实时采集加热套筒15的温度，并反馈给控制器，与用户预先设定的温度进行比较，将所得的偏差信号经控制器变换和放大，对加热棒13发出控制信号，使加热套筒15的温度达到用于预先设定的温度值，进而使料筒20达到预设的温度。加热套筒15外有保温层12，对加热套筒15进行保温，防止打印过程中温度波动过大。
[0024]当加热套筒15温度达到设定值后，首先驱动X轴步进电机I和Y轴步进电机3，X轴步进电机I通过同步轮与同步带相连，带动挤料装置X轴18归零，Y轴步进电机3通过同步轮与同步带相连，带动成型平台4Y轴归零；当X、Y轴归零后，再驱动Z轴步进电机2，Z轴步进电机2与丝杠螺母10相连，将Z轴步进电机2的转动转换成直线运动，使挤料装置Z轴18归零，这时喷嘴17刚好接触到成型平台4。
[0025]Χ、Υ、Ζ轴都归零后，打印机开始打印第一层，驱动Χ、Υ轴步进电机按照切片文件里预先设置的模型轮廓轨迹进行移动，并在移动的过程中，同时驱动活塞的驱动电机5转动，通过丝杠螺母10将转动转变为直线运动，进而带动推杆11和活塞16向下运动，从喷嘴17挤出巧克力，挤出巧克力的速度与X、Y轴移动的速度匹配。
[0026]当巧克力刚挤出后，仍处于高温状态，不能凝固，这时通过导冷气管6吹出的冷风，对已挤出的巧克力快速冷却成型。导冷气管6与半导体制冷装置7相连，半导体制冷装置7作为本系统的冷气源。
[0027]第一层打印好之后，控制器驱动Z轴步进电机2转动，使挤料装置整体提升一个层厚，然后开始下一层的打印，直至打印结束。在打印中途，活塞16的限位臂9下行触发了限位报警装置8后，机器会发出报警，提示巧克力原料快用完了，这时需要将打印机暂停，然后补足巧克力后，继续打印模型，结构简单，操作方便。
[0028]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种3D打印机挤料装置，其特征在于，包括料筒、位于料筒内在其进料端和出料端之间运动的活塞、与料筒的出料端连接的喷嘴；活塞设置有伸出料筒的限位臂，在限位臂随活塞运行的行程终点设有与限位臂配合的限位报警装置。
2.根据权利要求1所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，所述料筒的外表面套设有与料筒形状相匹配的加热套筒，加热套筒的外表面包裹有保温层。
3.根据权利要求2所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，所述加热套筒内设置有加热棒和热电偶，且二者连接有控制器。
4.根据权利要求1所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，还设置有半导体制冷装置和与其连接的导冷气管，导冷气管的出口端位于喷嘴处。
5.根据权利要求1所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，还包括驱动电机和与其连接的配有丝杠螺母的丝杠，活塞连接有推杆，丝杠螺母与推杆连接。
6.根据权利要求5所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，所述限位臂安装在推杆上。
7.根据权利要求1所述的3D打印机挤料装置，其特征在于，所述限位报警装置为连接有蜂鸣器的机械限位开关。
8.一种巧克力3D打印机，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的3D打印机挤料装置。
9.根据权利要求8所述的巧克力3D打印机，其特征在于，还包括可沿X轴和Z轴方向移动的支架、沿Y轴方向移动的成型平台，挤料装置安装在支架上。
【文档编号】A23G1/20GK204104705SQ201420570577
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】廖显洪, 雷赟, 肖葛洋 申请人:成都思维智造科技有限公司