一种巧克力3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种食品加工设备，尤其涉及一种巧克力3D打印机。
【背景技术】
[0002]3D打印技术是一种通过将原材料层层堆叠形成零件和产品的方法，同传统减材制造方法相比，无需复杂的机械加工或采用模具，3D打印技术能够高效制造出任意复杂形状的零件。目前，3D打印技术开始在机械制造、教育、医疗、艺术等各行各业逐步得到应用，3D打印技术可以制造的产品包括飞机、汽车零部件，人体骨骼，人体器官等。未来3D打印技术必将同更多行业结合，得到更为广泛的应用。
[0003]食品是国计民生的基础，随着社会的发展，人们对食品的要求不再仅仅是吃饱，开始追求食品的个性和多样性。单纯依靠人工制作难以满足消费者对食品个性化的需求，将3D打印技术同食品加工相结合，自动加工得到个性化食品，具有广阔的应用前景。
[0004]目前3D打印巧克力的专利如申请号为201510097952.4，公开的名称为《一种巧克力3D打印机》的专利，特点是采用了柱塞栗用于排出巧克力浆液，并采用了随动冷却单元冷却喷出的巧克力，实现了巧克力在三维空间的打印。该专利所采用的柱塞栗和随动冷却单元构成复杂，换料和使用不便，成本高昂。
[0005]又如专利号为201310606370.5，名称为《3D食品打印机》的专利，其特点是采用了料斗储料装置，能够实现一次加料，长时间连续打印巧克力，改进了现有3D食品打印机需要频繁停机换料的不足。该专利的打印机虽然结构简单，但料斗重量由X轴及Z轴驱动系统承载，增加了 X、Z轴电机负载，造成打印机工作运行不平稳，影响打印精度；同时，现有3D食品打印机几乎都采用环形加热器加热料筒，环形加热器通过粘接或螺钉螺母固定在料筒上，导致料筒拆卸不便，而且环形加热器的加热温度难以控制，而且加热的巧克力原料在流经喷嘴时由于温度降低易冷凝，会造成喷嘴堵塞，影响打印机打印精度，此外料筒内打印用的食物原料的温度反馈难以捕捉，不利于温度控制，当温度太高或太低都会影响其3D食品打印机的打印精度这也是造成3D食品打印机难以推广使用的原因。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是克服现有技术中传统食品打印机，尤其是巧克力3D打印机的巧克力原料在流经喷嘴时由于温度降低易冷凝，长时间会造成喷嘴堵塞，影响打印机打印精度，采用环形加热器进行加热不仅成本高而且限制了料筒的形状，料筒内打印用的食物原料的温度反馈难以捕捉，不利于温度控制，也会影响打印机打印精度的问题，以及上述各问题造成食品打印机难以推广应用的现实难题。
[0007]为此，本实用新型提供了一种巧克力3D打印机，包括计算机控制系统，喷嘴，送料机构、料筒、工作台，机架本体，X轴、Y轴、Z轴驱动装置、料架，所述料架固定连接有导热块；导热块开设有用于放置喷嘴的通孔，喷嘴贯穿该通孔放置于导热块中；导热块还开设有用于放置加热电阻的孔，加热电阻放置于该孔内，所述料筒外壁设置有加热单元。
[0008]所述加热单元为加热膜。
[0009]所述送料机构包括贯通轴步进电动机、活塞；贯通轴步进电动机的丝杠的一端连接活塞，活塞放置于料筒内。
[0010]所述料筒、导热块靠近喷嘴位置分别设置有第一温度传感器、第二温度传感器。
[0011]所述喷嘴对应处设置有风冷装置，该风冷装置安装在料架上。
[0012]所述风冷装置为风扇。
[0013]所述工作平台包括:台板、基板，基板放置于在台板上。
[0014]所述X轴、Y轴驱动装置的第一导轨、第二导轨都为T形导轨。
[0015]所述导热块为铜块或铝块或铁块。
[0016]所述机架本体为铝合金材料的框架结构。
[0017]本实用新型的有益效果:
[0018]1)本实用新型通过在料架固定连接有导热块；导热块开设有用于放置喷嘴的通孔，喷嘴贯穿该通孔放置于导热块中；导热块还开设有用于放置加热电阻的孔，加热电阻放置于该孔内。从而解决了传统食品打印机的食品原料在流经喷嘴时由于温度降低易冷凝，长时间会造成喷嘴堵塞，影响打印机打印精度的问题，尤其是有效解决了用巧克力作为食品原料带来的喷嘴堵塞困扰。
[0019]2)本实用新型采用的导热块选用铜块或铝块或铁块等金属块等作为材料，它们不仅廉价，而且热传导效果都极佳，比如铜块或铝块物理性质较软，方便在其上开孔挖槽，使得加工操作更简单，有利于本实用新型的推广应用。
[0020]3)本实用新型在此选用加热膜替换传统环形加热器等加热单元来对料筒进行加热保温作用，相比传统环形加热器不仅成本大大减少，而且可以根据料筒的形状自由贴附，不仅使用成本极低而且操作非常灵活简便，有利于本实用新型的推广应用。
[0021]4)本实用新型在通过设置有温度传感器，可以实时将测量并显示料筒和打印头温度，以便于对加热温度进行控制，从而使本实用新型食品打印机可以针对不同食品原料在不同打印阶段都可以控制在理想的工作温度中，从而打印出更完美的食品，换言之，也是提高了本实用新型食品打印机的打印精度。
[0022]5)本实用新型通过设置如风扇的风冷装置，有效对食品进行冷却，保证打印出更完美的食品，换言之，也是提高了本实用新型食品打印机的打印精度。
[0023]6)本实用新型在工作台上设置可取出的基板，通过取出基板可以将打印好的食品整体取出，从而放置新的基板，可以大大提高该食品打印机的工作效率，有利于本实用新型的推广应用。
[0024]7)本实用新型采用T形导轨保证了导向的精度，而且对X轴方向运动的打印头，可以提高该导轨的负重能力，保证了工作的稳定可靠性，例如使用圆柱形导轨，至少需要两根圆柱导轨才能使滑块定位，而采用T形导轨只需一根就可以实现定位功能，可见采用T形导轨可以使得该打印机的结构变得更简单，有利于本实用新型的推广应用。
[0025]8)本实用新型的机架本体为铝合金材料的框架结构。铝合金材料不仅韧性好、轻便、易安装加工而且成本低，用于该打印机的机架本体，不仅具有极好的力学性能，保证了该打印机的工作的可靠稳定性，而且使得该食品打印机的制造难度下降，制造使用的成本降低，有利于本实用新型的推广应用。
[0026]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型3D打印机的整体的结构示意图。
[0028]图2是本实用新型3D打印机的送料机构、打印头的结构示意图。
[0029]附图标记说明:1、机架本体；2、X轴步进电动机；3、Y轴步进电动机；4、Ζ轴步进电动机；5、第一皮带轮；6、第一皮带；7、滑块；8、螺杆；9、Υ轴机架；10、第一导轨；11、第二皮带轮；12、第二皮带；13、台板；14、基板；15、贯通轴步进电动机；16、丝杠；17、料筒；18、活塞；19、导热块；20、喷嘴；21、加热膜；22、加热电阻；23、第一温度传感器；24、风冷装置；25、料架；26、第二导轨；27、第二温度传感器；28、导向杆。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:
[0031]如图1、图2所示，本实用新型这种巧克力3D打印机，包括计算机控制系统，喷嘴20，送料机构、料筒17、工作台，机架本体1，X轴、Υ轴、Ζ轴驱动装置、料架25，所述料架25固定连接有导热块19;导热块19开设有用于放置喷嘴20的通孔，喷嘴20贯穿该通孔放置于导热块19中；导热块19还开设有用于放置加热电阻22的孔，加热电阻22放置于该孔内，所述料筒17外壁设置有加热单元。
[0032]实施例2:
[0033]如图1、图2所示，本实用新型这种巧克力3D打印机，包括计算机控制系统，喷嘴20，送料机构、料筒17、工作台，机架本体1，X轴、Υ轴、Ζ轴驱动装置、料架25，所述料架25固定连接有导热块19;导热块19开设有用于放置喷嘴20的通孔，喷嘴20贯穿该通孔放置于导热块19中；导热块19还开设有用于放置加热电阻22的孔，加热电阻22放置于该孔内，所述料筒17外壁设置有加热单元。
[0034]所述送料机构功能主要是用于将料筒17内的巧克力，也可以是例如奶油、果酱、流体状等食品原料从喷嘴20端部开口挤出。如图2所示，本实用新型所述送料机构包括贯通轴步进电动机15、活塞18 ;贯通轴步进电动机15的丝杠16的一端连接活塞18，活塞18放置于料筒17内；料筒17出料口通过螺纹配合的连接方式连接有喷嘴20，送料机构与料筒17、喷嘴20配合组装共同构成该食品打印机的打印头。
[0035]该打印头的工作原理如下:当贯通轴步进电动机15启动，丝杠16旋转，丝杠16沿Ζ轴向方向向下移动，从而挤压料筒17内处在活塞18下面位置的巧克力等食品原料从喷嘴20前端开口流出。通过贯通轴步进电动机15可以精确控制食品原料的挤出量，大大提高了该巧克力3D打印机的打印精度，从而打出更理想的食品模样。
[0036]机架本体1用于承载与支撑该打印机的整体重量与结构，安装在机架本体1上的X轴驱动装置，用于驱动上述打印头沿X方向往复运动。
[0037]X轴驱动装置主要包括:固定在机架本体1上的X轴步进电动机2、固定在机架本体1上的第一导轨10、与第一导轨10配合连接的滑块7、与滑块7固定连接的料架25，
[0038]X轴步进电动机2转轴连接有第一皮带轮5，第一皮带轮5连接有第一皮带6，第一皮带6连接滑块7 ;料架25固定连接上述打印头的贯通轴步进电动机15，从而用料架25支撑固定上述的打印头，由于滑块7可沿第一导轨10在X轴方向往复运动，所以通过滑块7在X轴方向往复运动即可实现了上述打印头在X轴方向往复运动。
[0039]安装在机架本体1上的Y轴驱动装置，主要包括:Y轴机架9、固定在Υ轴机架9上的Υ轴步进电动机3、固定在Υ轴机架9上的第二导轨26、