粉体在线反应挤出3D打印智能加工装备及打印方法

本发明涉及农产品加工设备的，尤其涉及一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备及打印方法。

背景技术：

1、随着消费者健康意识的不断提高，消费者对营养健康食品的个性化需求日益增强，食品3d打印已成为食品产业科技创新的重要方向，食品3d打印设备是专门用于制作食品的3d打印机。利用类似于常规3d打印技术的原理，使用的材料是食品级的材料，如食用面团、巧克力、糖等。食品3d打印设备可以根据事先设计好的食品模型，将食材逐层地叠加和打印，最终形成具有特定形状和结构的食品。

2、食品3d打印设备的应用范围广泛，可以制作各种形状、纹理和口味的食品，如立体蛋糕、巧克力艺术品、饼干、面点等。食品3d打印设备可以被应用于餐厅、糕点店、食品生产等场景，为食品行业带来了一些创新和个性化的可能性，但仍面临3d打印加工设备的加工效率和智能化程度不足导致的应用场景和规模严重受限的瓶颈问题，亟待突破。

3、目前市场上常见的3d打印设备为挤出式，但是挤出式打印设备的原料需要通过混合，然后再将其灌装到挤出料筒中进行打印，费时费力，严重制约了其工业化生产。食品3d打印设备需要将原材料与特定的食品粉末或添加剂混合后制成可流动的食物打印材料。这些原材料需要精细配比和加工，以确保其黏度、流动性、硬度和质地与预先设计好的模型相匹配。由于每种食物都有不同的配方和制作过程，因此制作打印材料比较麻烦。同时，现有技术的3d打印设备存在打印特性不稳定，存在挤出困难、易坍塌等问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，用以解决现有技术中的3d打印设备再打印前需要将原料混合的缺陷，实现混料和打印一体，打印效率高。

2、本发明提供一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，包括：

3、混料组件，包括混料件，所述混料件的内部形成混料通道；

4、挤出组件，包括挤出件，所述挤出件的内部形成挤出通道，所述挤出通道的一端连通所述混料通道，另一端连接有打印头；

5、打印台，所述打印台位于所述打印头的下方且所述打印台能够相对所述打印头移动。

6、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，所述混料组件还包括进料漏斗，所述进料漏斗上形成所述进料口；所述进料漏斗设置在所述混料件上且所述进料口朝上。

7、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，所述混料件上设置有进液管，所述进液管连通所述混料通道，

8、和/或，

9、所述混料组件还包括两根混料螺杆，两根所述混料螺杆并列设置在所述混料通道的内部。

10、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，还包括加热灯，所述加热灯朝向所述打印台，所述加热灯用于加热和固化食品。

11、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，还包括红外成像仪，所述红外成像仪摄像头朝向所述打印台。

12、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，所述打印头的中部设置有分料凸起，所述分料凸起位于所述挤出通道的内部；所述打印头在远离所述分料凸起的一端设置有至少两个挤出口，各所述挤出口分设在所述打印头的周侧；所述分料凸起的表面形成引流面。

13、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，所述挤出组件还包括挤出杆，所述挤出杆沿着所述挤出通道的长度方向设置于所述挤出通道的内部；所述挤出通道竖直设置。

14、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，所述打印台包括打印托盘、x轴组件、y轴组件、支架和z轴组件；所述打印托盘、所述x轴组件和所述y轴组件设置在所述支架上，所述支架在所述z轴组件的带动下沿着z轴方向移动；所述打印托盘上形成打印平台，所述打印托盘在所述x轴组件的带动下沿着x轴方向移动，所述打印托盘在所述y轴组件的带动下沿着y轴方向移动。

15、根据本发明提供的一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，还包括加热圈，所述加热圈套设于所述混料件和/或所述挤出件的外部；

16、和/或，

17、所述混料件和/或所述挤出件的侧壁设置有多个水冷通道。

18、本发明还提供了一种打印方法，应用于粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，包括：

19、混料件对食材进行混合，形成流体状；

20、流体状的食材进入挤出通道，并由打印头挤出至打印台；

21、加热灯对打印头挤出的食材进行固化。

22、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

23、食材在混料通道进行混合，形成流体状，流体状的食材进入挤出通道，并由打印头挤出至打印台；在挤出过程中，打印台相对打印头移动，以致打印头在打印台的精准位置上进行打印，从而在打印台上逐层堆积并形成成品的各个部分。通过设置混料通道进行混料，使得3d食品打印机的食材不仅限与可挤出的形式，扩宽了食材的选择面，减少了打印前对食材的加工过程，提高了打印的效率。

24、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，所述混料组件(100)还包括进料漏斗，所述进料漏斗上形成所述进料口(121)；所述进料漏斗设置在所述混料件(110)上且所述进料口(121)朝上。

3.根据权利要求1所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，所述混料件(110)上设置有进液管(130)，所述进液管(130)连通所述混料通道(111)，

4.根据权利要求1所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，还包括加热灯(500)，所述加热灯(500)朝向所述打印台(300)，所述加热灯(500)用于加热和固化食品。

5.根据权利要求1至4任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，还包括红外成像仪(600)，所述红外成像仪(600)摄像头朝向所述打印台(300)。

6.根据权利要求1至4任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，所述打印头(220)的中部设置有分料凸起(221)，所述分料凸起(221)位于所述挤出通道(211)的内部；所述打印头(220)在远离所述分料凸起(221)的一端设置有至少两个挤出口(222)，各所述挤出口(222)分设在所述打印头(220)的周侧；所述分料凸起(221)的表面形成引流面。

7.根据权利要求1至4任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，所述挤出组件(200)还包括挤出杆(230)，所述挤出杆(230)沿着所述挤出通道(211)的长度方向设置于所述挤出通道(211)的内部；所述挤出通道(211)竖直设置。

8.根据权利要求1至4任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，所述打印台(300)包括打印托盘(310)、x轴组件(320)、y轴组件(330)、支架(340)和z轴组件(350)；所述打印托盘(310)、所述x轴组件(320)和所述y轴组件(330)设置在所述支架(340)上，所述支架(340)在所述z轴组件(350)的带动下沿着z轴方向移动；所述打印托盘(310)上形成打印平台，所述打印托盘(310)在所述x轴组件(320)的带动下沿着x轴方向移动，所述打印托盘(310)在所述y轴组件(330)的带动下沿着y轴方向移动。

9.根据权利要求1至4任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，还包括加热圈，所述加热圈套设于所述混料件(110)和/或所述挤出件(210)的外部；

10.一种打印方法，应用于权利要求1至8任一项所述的粉体在线反应挤出3d打印智能加工装备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及农产品加工设备的技术领域，提供一种粉体在线反应挤出3D打印智能加工装备及打印方法，包括混料组件、挤出组件和打印台，混料组件包括混料件，混料件的内部形成混料通道；挤出组件包括挤出件，挤出件的内部形成挤出通道，挤出通道的一端连通混料通道，另一端形成打印头；打印台位于打印头的下方且打印台能够相对打印头移动。本发明所述的一种粉体在线反应挤出3D打印智能加工装备及打印方法，食材在混料通道进行混合，形成流体状，流体状的食材进入挤出通道，并由打印头挤出至打印台，打印头在打印台的精准位置上进行打印。通过设置混料通道进行混料，扩宽了食材的选择面，减少了打印前对食材的加工过程，提高了打印的效率。

技术研发人员：胡宏海,刘倩楠,刘伟,赵瑞璇,王英飒
受保护的技术使用者：中国农业科学院农产品加工研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24