3d打印機(jī)擠料裝置及具有該裝置的巧克力3d打印的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種3D打印機(jī)擠料裝置及具有該裝置的巧克力3D打印機(jī)，屬于3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，包括料筒、位于料筒內(nèi)在其進(jìn)料端和出料端之間運(yùn)動(dòng)的活塞、與料筒的出料端連接的噴嘴，活塞設(shè)置有伸出料筒的限位臂，在限位臂隨活塞運(yùn)行的行程終點(diǎn)設(shè)有與限位臂配合的限位報(bào)警裝置。可通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)擠壓，當(dāng)活塞下行到出料端，限位臂接觸限位報(bào)警裝置將其觸發(fā)，提醒操作人員及時(shí)添加巧克力等原料，可根據(jù)具體需要設(shè)置活塞位于出料端的具體位置，進(jìn)而確定限位報(bào)警位置。不僅能打印平面文字和簡(jiǎn)單圖案，而且能打印復(fù)雜的3D模型，在打印過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，避免了人工污染，更潔凈衛(wèi)生。
【專利說(shuō)明】3D打印機(jī)擠料裝置及具有該裝置的巧克力3D打印機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種3D打印機(jī)擠料裝置及具有該裝置的巧克力3D打印機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是將建立好的模型通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的快速成型技術(shù)，普遍應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，也可用于巧克力等食品的制作成型，可快速制作出各種不同圖案形狀的巧克力，目前通過(guò)人工用手裱花和擠繪出消費(fèi)者定義的文字的方式，耗時(shí)費(fèi)力，而且不夠精美，不能完全滿足人們的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的3D打印機(jī)擠料裝置及具有該裝置的巧克力3D打印機(jī)，以解決上述問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，采用的技術(shù)方案為:一種3D打印機(jī)擠料裝置，包括料筒、位于料筒內(nèi)在其進(jìn)料端和出料端之間運(yùn)動(dòng)的活塞、與料筒的出料端連接的噴嘴，活塞設(shè)置有伸出料筒的限位臂，在限位臂隨活塞運(yùn)行的行程終點(diǎn)設(shè)有與限位臂配合的限位報(bào)警裝置。
[0005]進(jìn)一步地，所述料筒的外表面套設(shè)有與料筒形狀相匹配的加熱套筒，加熱套筒的外表面包裹有保溫層。通過(guò)包裹的保溫材料減小其散熱性，保持溫度均勻，打印原料保持良好的流動(dòng)性，擠料順暢，無(wú)堵塞現(xiàn)象。
[0006]進(jìn)一步地，所述加熱套筒內(nèi)設(shè)置有加熱棒和熱電偶，且二者連接有控制器。加熱棒和熱電偶來(lái)加熱并通過(guò)控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)料筒溫度，以便控制。
[0007]進(jìn)一步地，還設(shè)置有半導(dǎo)體制冷裝置和與其連接的導(dǎo)冷氣管，導(dǎo)冷氣管的出口端位于噴嘴處。
[0008]讓冷空氣沿著導(dǎo)冷氣管流出，冷氣更加集中，減少了與外界常溫的熱交換，直接朝向噴嘴中打印出的巧克力對(duì)其進(jìn)行冷卻，冷卻效果更好，巧克力成型更加快速，避免已擠出的巧克力未能快速凝固而對(duì)后面打印的巧克力不能形成有效的支撐作用，導(dǎo)致巧克力沿著模型表面向下流，使打印的模型變形。
[0009]進(jìn)一步地，還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與其連接的配有絲杠螺母的絲杠，活塞連接有推桿，絲杠螺母與推桿連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述限位臂安裝在推桿上。
[0011]進(jìn)一步地，所述限位報(bào)警裝置為連接有蜂鳴器的機(jī)械限位開關(guān)。
[0012]一種巧克力3D打印機(jī)，包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的3D打印機(jī)擠料裝置。
[0013]進(jìn)一步地，還包括可沿X軸和Z軸方向移動(dòng)的支架、沿Y軸方向移動(dòng)的成型平臺(tái)，擠料裝置安裝在支架上。X、Y、Z軸均可通過(guò)電機(jī)控制器的控制，使擠料裝置與成型平臺(tái)按照打印模型預(yù)先規(guī)劃的路徑移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定位。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，通過(guò)活塞將原料擠壓成型，并可通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)擠壓，當(dāng)活塞下行到出料端，即距離料筒底端一定距離時(shí)，限位臂接觸限位報(bào)警裝置將其觸發(fā)，通電報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)添加巧克力等原料，可根據(jù)具體需要設(shè)置活塞位于出料端的具體位置，進(jìn)而確定限位報(bào)警裝置的位置即報(bào)警位置。不僅僅能打印平面文字和簡(jiǎn)單圖案，而且能打印復(fù)雜的3D模型，在打印過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，避免了人工污染，更潔凈衛(wèi)生；而且加熱套筒和保溫層的結(jié)合使原料在料筒內(nèi)流動(dòng)性更好，擠料順暢，無(wú)堵塞；噴嘴出料冷卻效果好，成型迅速。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型提供的3D打印機(jī)擠料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型提供的具有圖1所示擠料裝置的巧克力3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]圖1、圖2示出了本實(shí)用新型提供的3D打印機(jī)擠料裝置，包括料筒20、位于料筒20內(nèi)在其進(jìn)料端和出料端之間運(yùn)動(dòng)的活塞16、與料筒20的出料端連接的噴嘴17，活塞16設(shè)置有伸出料筒20的限位臂9，在限位臂9隨活塞16運(yùn)行的行程終點(diǎn)設(shè)有與限位臂9配合的限位報(bào)警裝置8，其為連接有蜂鳴器的機(jī)械限位開關(guān)。為了使出料快速冷卻便于成型，還設(shè)置有半導(dǎo)體制冷裝置7和與其連接的導(dǎo)冷氣管6，導(dǎo)冷氣管6的出口端位于噴嘴17處。
[0019]料筒20的外表面套設(shè)有與料筒20形狀相匹配的加熱套筒15，加熱套筒15內(nèi)設(shè)置有加熱棒13和熱電偶14，且二者連接有控制器，加熱套筒15的外表面包裹有保溫層12，具體為保溫材料制作的保溫套。
[0020]料筒20內(nèi)運(yùn)動(dòng)的活塞16是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5帶動(dòng)，具體是驅(qū)動(dòng)電機(jī)5連接配有絲杠螺母10的絲杠，活塞連接有推桿，絲杠螺母10與推桿11連接，從而通過(guò)推桿11帶動(dòng)活塞16運(yùn)行，限位臂9具體安裝在推桿11上，便于其在料筒20外跟隨運(yùn)行，起到限位作用?；钊?6的驅(qū)動(dòng)也可采用氣缸等其他能帶動(dòng)其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0021 ] 由驅(qū)動(dòng)電機(jī)5通過(guò)絲杠螺母10，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并與活塞16連接，融化的巧克力或其他原料在活塞16的推進(jìn)力下，從噴嘴16擠出實(shí)現(xiàn)打印，本裝置匹配了兩種規(guī)格的噴嘴16 ■?出口直徑為0.4_和2_的噴嘴16，通過(guò)兩種規(guī)格的切換，實(shí)現(xiàn)巧克力模型快速或精細(xì)打印，也可以根據(jù)需要設(shè)置更多個(gè)規(guī)格不同的噴嘴16。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種巧克力3D打印機(jī)，包括擠料裝置，擠料裝置為上述公開的3D打印機(jī)擠料裝置，該打印機(jī)還包括可沿X軸19和Z軸18方向移動(dòng)的支架、沿Y軸方向移動(dòng)的成型平臺(tái)4，擠料裝置安裝在支架上。其具體是X軸步進(jìn)電機(jī)I通過(guò)同步輪同步帶與擠料裝置連接，驅(qū)動(dòng)擠料裝置沿X軸19移動(dòng)；Y軸步進(jìn)電機(jī)3通過(guò)同步輪同步帶與成型平臺(tái)4連接，驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)4沿Y軸移動(dòng)；Ζ軸步進(jìn)電機(jī)2通過(guò)絲杠螺母10與擠料裝置連接，驅(qū)動(dòng)擠料裝置沿Z軸18方向移動(dòng)。
[0023]使用時(shí)，在電腦上將需要打印的巧克力模型切片分層處理好并將切片文件導(dǎo)入到打印機(jī)里面，設(shè)置好打印溫度和打印速度，然后將已融化的巧克力裝入到料筒20里面。一切準(zhǔn)備好后，開始打印模型，首先通過(guò)加熱套筒15來(lái)加熱料筒20達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度。料筒20外裝有加熱套筒15，加熱套筒上安裝了加熱棒13和熱電偶14，加熱棒13和熱電偶14與控制器連接，熱電偶14用于實(shí)時(shí)采集加熱套筒15的溫度，并反饋給控制器，與用戶預(yù)先設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，將所得的偏差信號(hào)經(jīng)控制器變換和放大，對(duì)加熱棒13發(fā)出控制信號(hào)，使加熱套筒15的溫度達(dá)到用于預(yù)先設(shè)定的溫度值，進(jìn)而使料筒20達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度。加熱套筒15外有保溫層12，對(duì)加熱套筒15進(jìn)行保溫，防止打印過(guò)程中溫度波動(dòng)過(guò)大。
[0024]當(dāng)加熱套筒15溫度達(dá)到設(shè)定值后，首先驅(qū)動(dòng)X軸步進(jìn)電機(jī)I和Y軸步進(jìn)電機(jī)3，X軸步進(jìn)電機(jī)I通過(guò)同步輪與同步帶相連，帶動(dòng)擠料裝置X軸18歸零，Y軸步進(jìn)電機(jī)3通過(guò)同步輪與同步帶相連，帶動(dòng)成型平臺(tái)4Y軸歸零；當(dāng)X、Y軸歸零后，再驅(qū)動(dòng)Z軸步進(jìn)電機(jī)2，Z軸步進(jìn)電機(jī)2與絲杠螺母10相連，將Z軸步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，使擠料裝置Z軸18歸零，這時(shí)噴嘴17剛好接觸到成型平臺(tái)4。
[0025]Χ、Υ、Ζ軸都?xì)w零后，打印機(jī)開始打印第一層，驅(qū)動(dòng)Χ、Υ軸步進(jìn)電機(jī)按照切片文件里預(yù)先設(shè)置的模型輪廓軌跡進(jìn)行移動(dòng)，并在移動(dòng)的過(guò)程中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠螺母10將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)推桿11和活塞16向下運(yùn)動(dòng)，從噴嘴17擠出巧克力，擠出巧克力的速度與X、Y軸移動(dòng)的速度匹配。
[0026]當(dāng)巧克力剛擠出后，仍處于高溫狀態(tài)，不能凝固，這時(shí)通過(guò)導(dǎo)冷氣管6吹出的冷風(fēng)，對(duì)已擠出的巧克力快速冷卻成型。導(dǎo)冷氣管6與半導(dǎo)體制冷裝置7相連，半導(dǎo)體制冷裝置7作為本系統(tǒng)的冷氣源。
[0027]第一層打印好之后，控制器驅(qū)動(dòng)Z軸步進(jìn)電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，使擠料裝置整體提升一個(gè)層厚，然后開始下一層的打印，直至打印結(jié)束。在打印中途，活塞16的限位臂9下行觸發(fā)了限位報(bào)警裝置8后，機(jī)器會(huì)發(fā)出報(bào)警，提示巧克力原料快用完了，這時(shí)需要將打印機(jī)暫停，然后補(bǔ)足巧克力后，繼續(xù)打印模型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，包括料筒、位于料筒內(nèi)在其進(jìn)料端和出料端之間運(yùn)動(dòng)的活塞、與料筒的出料端連接的噴嘴；活塞設(shè)置有伸出料筒的限位臂，在限位臂隨活塞運(yùn)行的行程終點(diǎn)設(shè)有與限位臂配合的限位報(bào)警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，所述料筒的外表面套設(shè)有與料筒形狀相匹配的加熱套筒，加熱套筒的外表面包裹有保溫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，所述加熱套筒內(nèi)設(shè)置有加熱棒和熱電偶，且二者連接有控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，還設(shè)置有半導(dǎo)體制冷裝置和與其連接的導(dǎo)冷氣管，導(dǎo)冷氣管的出口端位于噴嘴處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與其連接的配有絲杠螺母的絲杠，活塞連接有推桿，絲杠螺母與推桿連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，所述限位臂安裝在推桿上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)擠料裝置，其特征在于，所述限位報(bào)警裝置為連接有蜂鳴器的機(jī)械限位開關(guān)。
8.一種巧克力3D打印機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的3D打印機(jī)擠料裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的巧克力3D打印機(jī)，其特征在于，還包括可沿X軸和Z軸方向移動(dòng)的支架、沿Y軸方向移動(dòng)的成型平臺(tái)，擠料裝置安裝在支架上。
【文檔編號(hào)】A23G1/20GK204104705SQ201420570577
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】廖顯洪, 雷赟, 肖葛洋 申請(qǐng)人:成都思維智造科技有限公司