本發(fā)明涉及3D打印機領域，更具體地，涉及一種用于制備食品的3D打印機。

背景技術：

3D打印技術由于具有高效、省材的特點。目前廣泛用于珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支等領域。由于其優(yōu)勢明顯，目前在食品領域也逐步得到運用。

而現(xiàn)有3D食品打印機仍存在一些不足，主要表現(xiàn)為：

（1）打印的食品成品類型單一，無法根據(jù)不同客戶的特定口味需要而進行調整、制作；

（2）打印效率低?，F(xiàn)有3D食品打印機多采用活塞擠出的方式，而這種方式無法實現(xiàn)持續(xù)供料，需要重復裝填原料或者更換料管，這會造成打印的暫停。且對于桌面級的3D食品打印機，其自身所能儲存原料的量較少，上述問題更尤為突出。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種可裝有多種食品原料并可根據(jù)特定需求對不同原料進行配置的食品3D打印機。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種食品3D打印機，包括機架、以及設置機架上的送料機構、混合注射機構、三維打印機構；所述送料機構包括旋轉平臺、用于驅動旋轉平臺旋轉的步進電機、設置在旋轉平臺上的多個原料筒、設置在所述原料筒的出口的第一電磁閥；所述混合注射機構包括可與所述第一電磁閥對接的多個攪拌腔、以及與所述攪拌腔連接的擠出機構；所述三維打印機構包括打印平臺、與擠出機構連接的噴嘴組、用于驅動所述噴嘴組以及打印平臺移動的傳動機構；所述噴嘴組包括至少1個噴嘴；所述噴嘴與所述擠出機構連接。

通過向多個原料筒分別加入不同的食品原材料，所述原料筒可根據(jù)要求，通過所述旋轉平臺的旋轉，使得所述原料筒可依次旋轉至目標攪拌腔，對攪拌腔進行原材料的加入，所述攪拌腔對原料進行混合加工，以制備出所需的混合料，用于后續(xù)的食品打印制作。另外，所述食品3D打印機設置了多個攪拌腔，可同時制備不同類型的混合料；或者是，多個攪拌腔均配置同一類型的混合料，通過多個攪拌腔輪流對噴嘴組進行輸送，以實現(xiàn)食品的不間斷打印。

優(yōu)選地，所述原料筒的數(shù)量為4~8個。

所述第一電磁閥控制原料筒的開口的打開或關閉，以對攪拌腔進行原料的投放。所述步進電機能夠保證旋轉平臺的旋轉，以實現(xiàn)原料筒與攪拌腔的精確對接。

進一步地，為了便于所述原料筒與攪拌腔對接以及原料能夠更好地加入攪拌腔中，所述原料筒可設置在旋轉平臺的上方，相應地，所述攪拌腔設置在旋轉平臺的下方。

進一步地，所述食品3D打印機還設有自動化控制系統(tǒng)，所述自動化控制系統(tǒng)分別與送料機構、混合注射機構、噴嘴組、打印平臺以及傳動機構連接，以協(xié)調各機構工作，提高智能化程度。

進一步地，所述打印平臺設有加熱裝置，可在打印的過程中對打印的食品進行加熱。

進一步地，所述傳動機構包括用于驅動噴嘴組沿X軸方向移動的X軸傳動裝置、用于驅動打印平臺沿Y軸方向移動的Y軸傳動裝置、用于驅動打印平臺沿Z軸方向移動的Z軸傳動裝置。具體來說，所述X軸傳動裝置包括與噴嘴組連接的X軸絲桿、驅動X軸絲桿工作的X軸步進電機；所述Y軸傳動裝置包括與打印平臺連接的Y軸絲桿、驅動Y軸絲桿工作的Y軸步進電機；所述Z軸傳動裝置包括與打印平臺連接的Z軸絲桿、驅動Z軸絲桿工作的Z軸步進電機。

進一步地，所述擠出機構包括螺桿腔、螺桿、分別與所述攪拌腔和螺桿腔連接的第一微型泵，所述螺桿腔與所述噴頭相連接，通過螺桿的運動以將螺桿腔中的配料輸送到噴嘴；所述螺桿腔的數(shù)量與所述攪拌腔的數(shù)量一致，使得每一個攪拌腔分別與一個螺桿腔連接。

進一步地，所述支架包括用于放置所述混合注射機構的支撐平臺、設置在支撐平臺上并用于支撐所述送料機構的支撐件，所述送料機構通過支撐件與支撐平臺相連接。

所述噴嘴組包括至少1個噴嘴。作為一個實施方式，所述噴嘴組包括1個噴嘴；所述噴嘴分別與所述多個擠出機構（在本發(fā)明當中，可以是與螺桿腔）連接。

作為另一個實施方式，所述噴嘴組包括相互獨立的多個噴嘴，所述擠出機構的數(shù)量與所述噴嘴的數(shù)量一致，使得每一個噴嘴分別與一個擠出機構（在本發(fā)明當中，可以是與螺桿腔）連接。每一個噴嘴可獨立工作，互不干擾。在此基礎之上，所述噴嘴可拆卸替換，可針對不同的打印要求，實現(xiàn)各種材料的高精度打印，同時方便清洗。噴嘴的數(shù)量可根據(jù)實際的需要進行設置，在本發(fā)明中，所述噴嘴組優(yōu)選但不限于包括3個噴嘴。

更進一步地，所述多個噴嘴沿所述X軸方向并排設置。

進一步地，所述原料筒設置有稱重傳感器，所述稱重傳感器與所述第一電磁閥連接。通過所述稱重傳感器與所述第一電磁閥的結合，以實現(xiàn)各種原料的精準投放，并可在原料小于一定體積時實現(xiàn)報警。

進一步地，所述食品3D打印機還包括設置在所述機架上的、可用于制備豆?jié){的豆?jié){機構，所述豆?jié){機構與所述送料機構連接。

更進一步地，所述豆?jié){機構包括可與所述第一電磁閥對接的豆?jié){攪拌腔、豆?jié){儲存腔、分別與所述豆?jié){攪拌腔和豆?jié){儲存腔連接的第二微型泵、設置在所述豆?jié){儲存腔出口的第二電磁閥。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

通過設置可旋轉的多個原料筒和攪拌腔，本發(fā)明所述食品3D打印機可根據(jù)特定的需求進行不同原材料的加入以及不同比例的混合，實現(xiàn)定制化生產，能夠滿足人們的個性需求。

附圖說明

圖1為所述食品3D打印機的結構示意圖。

圖2為所述送料機構的結構示意圖。

圖3為所述混合注射機構的結構示意圖。

圖4為所述三維打印機構的結構示意圖之一。

圖5為所述三維打印機構的結構示意圖之二。

圖6為所述豆?jié){機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際物品的尺寸；對本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。

實施例1

如圖1~6所示， 一種食品3D打印機，包括機架400、以及設置機架上的送料機構100、混合注射機構200、三維打印機構300。

支架400包括用于放置混合注射機構200的支撐平臺401、設置在支撐平臺上并用于支撐送料機構100的支撐件402，送料機構100通過支撐件402與支撐平臺401相連接。

送料機構100包括旋轉平臺102、用于驅動旋轉平臺102旋轉的步進電機104、設置在旋轉平臺102上的多個原料筒101、設置在原料筒101的出口的第一電磁閥103。旋轉平臺102固定在步進電機104上，并通過支撐件與支撐平臺相連。

原料筒101的數(shù)量一般設置為4~8個，在本發(fā)明當中優(yōu)選為6個。原料筒101設置有稱重傳感器，稱重傳感器與第一電磁閥103連接。通過稱重傳感器與第一電磁閥103的結合，以實現(xiàn)各種原料的精準投放，并可在原料小于一定體積時實現(xiàn)報警。

混合注射機構200包括可與第一電磁閥103對接的多個攪拌腔207、以及與攪拌腔207連接的擠出機構。三維打印機構300包括打印平臺306、與擠出機構連接的噴嘴組301、用于驅動噴嘴組301以及打印平臺306移動的傳動機構?；旌献⑸錂C構200均固定在支撐平臺401。

擠出機構包括螺桿腔210、螺桿208、分別與攪拌腔207和螺桿腔210連接的第一微型泵209，螺桿腔210與噴頭相連接，通過螺桿的運動以將螺桿腔210中的配料輸送到噴嘴。

噴嘴組301包括相互獨立的多個噴嘴，在本發(fā)明當中，噴嘴的數(shù)量優(yōu)選為3個，攪拌腔207、螺桿腔210的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量一致，使得每一個攪拌腔207分別與其中一個螺桿腔210連接，使得每一個螺桿腔210分別與其中一個噴嘴連接。螺桿腔210通過皮管211與噴嘴相連。在此基礎之上，噴嘴可拆卸替換，可針對不同的打印要求，實現(xiàn)各種材料的高精度打印，同時方便清洗。

傳動機構包括用于驅動噴嘴組301沿X軸方向移動的X軸傳動裝置、用于驅動打印平臺306沿Y軸方向移動的Y軸傳動裝置、用于驅動打印平臺306沿Z軸方向移動的Z軸傳動裝置。具體來說，X軸傳動裝置包括與噴嘴組301連接的X軸絲桿302、驅動X軸絲桿302工作的X軸步進電機305。 Y軸傳動裝置包括與打印平臺306連接的Y軸絲桿308、驅動Y軸絲桿308工作的Y軸步進電機307。Z軸傳動裝置包括與打印平臺306連接的Z軸絲桿303、驅動Z軸絲桿303工作的Z軸步進電機304。3個噴嘴固定在X軸絲桿的移動平臺上，3個噴嘴沿所述X軸方向并排設置。

打印平臺306設有加熱裝置，可在打印的過程中對打印的食品進行加熱。

該食品3D打印機還設有自動化控制系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)分別與送料機構100、混合注射機構200、噴嘴組301、打印平臺306以及傳動機構連接，以協(xié)調各機構工作，提高智能化程度。

本發(fā)明提出的食品3D打印機的具體工作過程為：6個原料筒101儲存有不同的原料，每個原料筒101下方均有第一電磁閥103控制其原料的投放，如圖1所示的工況中，原料筒101上第一電磁閥103與攪拌腔207的入口206相對接，通過開啟相應的第一電磁閥103，即可實現(xiàn)原料進入相應的攪拌腔207。之后可控制旋轉平臺102的旋轉角度，以實現(xiàn)不同原料筒101與不同攪拌腔207的對接，從而可以將不同原料進行混合，原料混合后即形成配料，在本發(fā)明中，因為設置了3個攪拌腔207，故可制作三種配料用于后段食品打印?；旌虾蟮呐淞显跀嚢枨?07中攪拌均后，通過第一微型泵209進入螺桿腔210，然后通過螺桿208的運動即可將配料經皮管211輸送到噴嘴中，通過分別控制三個X、Y、Z軸步進電機及相應的絲桿即可實現(xiàn)不同位置的打印，通過控制不同噴嘴的打印順序，即可在不同時間打印不同的配料，從而可以打印由不同三種配料組成的3D食品，打印的食品在打印平臺306打印的同時可進行加熱。

實施例2

與實施例1不同的是，在本實施例中，該食品3D打印機的噴嘴組301具有1個噴嘴，噴嘴分別與多個螺桿腔210連接。雖然設置1個噴嘴，但當多個攪拌腔207均配置同一類型的混合料時，通過多個攪拌腔207輪流對該噴嘴進行輸送，以實現(xiàn)食品的不間斷打印。

其它部件以連接關系與實施1相同。

實施例3

如圖6所示，與實施例1不同的是，本實施例的食品3D打印機還包括設可用于制備豆?jié){的豆?jié){機構，豆?jié){機構固定在支撐平臺401上。

豆?jié){機構包括可與原料筒101上的第一電磁閥103對接的豆?jié){攪拌腔202、豆?jié){儲存腔203、分別與豆?jié){攪拌腔202和豆?jié){儲存腔連接的第二微型泵204、設置在豆?jié){儲存腔出口的第二電磁閥205。原料筒101的第一電磁閥103與豆?jié){攪拌腔202的入口201相對并連接，原料進入豆?jié){攪拌腔202后即可制作成豆?jié){及其它飲料，經第二微型泵儲存在豆?jié){儲存腔203里，并通過第二電磁閥205以控制豆?jié){及其它飲料的輸出。

其它部件以連接關系與實施1相同。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。