本實用新型涉及蛋糕3D打印技術，尤其是涉及一種蛋糕3D打印裝置。

背景技術：

傳統(tǒng)的蛋糕制作費時，費力，且蛋糕造型千篇一律，很難滿足現(xiàn)在消費者的多樣化需求，對于特別定制的蛋糕來說，又往往需要專業(yè)的裱花師對蛋糕進行造型，不僅費時，而且價格昂貴，且因為是純手工制作，蛋糕造型效果不可控。目前3D食品打印技術可以實現(xiàn)巧克力、煎餅、餅干等食品的制做，而蛋糕、冰激凌等食品的3D打印機較少，并且現(xiàn)有的3D食品打印機堆積食品高度不夠，難以實現(xiàn)立體造型，多以簡單的平面圖案為主，還無法實現(xiàn)嚴格意義的三維造型。未來3D食品打印將朝著更豐富、更人性化的方向發(fā)展，能夠真正滿足人們對個性又營養(yǎng)的食物制作需求。

炫心蛋糕是蛋糕的一種，又叫含心蛋糕或隱心蛋糕，其特征在于蛋糕胚內(nèi)部含有圖案、字母、數(shù)字等造型，當切開蛋糕時，蛋糕的每個切面都有圖案，圖案或是一顆愛心，或是一句你想對愛人說的話，極具創(chuàng)意。但傳統(tǒng)制作炫心蛋糕的過程十分復雜，需要先把蛋糕按照內(nèi)部所需圖案的形狀和顏色用手工切好再拼合起來，復雜的圖案甚至需要使用專門的模具成形，然后將拼好后的蛋糕心整體放到蛋糕原料中，再放到蛋糕模具中烘烤，最后成形。其過程復雜，特別是對于制作圖案稍微豐富的炫心蛋糕，由于不光需要圖案的形狀，還需要多種顏色的搭配，固往往需要多套模具成形內(nèi)部的炫心，且如果想要換一個圖案，又需要換一整套模具，直接導致了制作成本的增加。同時制作一款炫心蛋糕的人員需要進行專門的培訓，所以傳統(tǒng)方式制作炫心蛋糕費時、費力、成本高、蛋糕質(zhì)量不可控、不能滿足顧客個性化定制的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述技術不足，提出一種蛋糕3D打印裝置，解決現(xiàn)有技術中蛋糕制作費時費力、成本高、質(zhì)量不可控的技術問題。

為達到上述技術目的，本實用新型的技術方案提供一種蛋糕3D打印裝置，包括。

送料機構，其包括多個料筒、與多個所述料筒連通的攪拌筒、設于所述攪拌筒內(nèi)的螺旋攪拌葉片、驅(qū)動物料由料筒進入攪拌筒內(nèi)的氣泵。

打印機構，其包括與所述攪拌筒出料端連通的打印頭、水平設于所述打印頭下方的托盤、驅(qū)動所述打印頭在一水平面內(nèi)分別作橫向和縱向往返運動的第一步進電機和第二步進電機、驅(qū)動所述托盤作上下往返運動的第三步進電機。

優(yōu)選的，所述送料機構包括一多通氣閥，所述多通氣閥的進氣端與所述氣泵連接、多個出氣端分別與多個所述料筒連接。

優(yōu)選的，所述攪拌筒包括上端與多個所述料筒連通的攪拌筒本體及由所述攪拌筒本體下端向下延伸形成的內(nèi)徑由上至下逐漸縮小的錐形部，所述錐形部下端與所述攪拌筒連通。

優(yōu)選的，所述打印機構包括第一同步輪、第一同步帶，所述第一同步帶沿橫向布置且一端與第一同步輪連接、另一端與第一步進電機連接，所述打印頭連接于所述第一同步帶并隨第一同步帶作橫向往返運動。

優(yōu)選的，所述打印機構包括均縱向設置的兩個導軌、一一對應設置于所述導軌上的兩個滑塊、驅(qū)動兩個所述滑塊沿所述導軌縱向運動的兩個第二同步帶、同步驅(qū)動兩個所述第二同步帶轉(zhuǎn)動的主動軸，所述第二步進電機與所述主動軸驅(qū)動連接，所述第一同步輪通過一同步輪固定座固設于其中一個滑塊上、所述第一步進電機固定于其中另一個滑塊上。

優(yōu)選的，所述打印機構還包括一打印臺，所述打印臺上設置有一打印孔，所述打印頭內(nèi)置于所述打印孔并與一打印頭固定座連接，所述打印頭固定座上端連接于所述第一同步帶，所述托盤對應設置于打印孔正下方。

優(yōu)選的，所述打印機構包括一豎直設置的絲杠、平行設于所述絲杠兩側(cè)的導桿、設于托盤下方并與托盤連接為一體的驅(qū)動環(huán)，所述驅(qū)動環(huán)上設置有與所述絲杠螺紋配合的螺母及與所述導桿配合的線性軸承，所述第三步進電機通過聯(lián)軸器與所述絲杠連接。

優(yōu)選的，所述蛋糕3D打印裝置還包括一框架及設于所述框架上的殼體，所述殼體與所述打印臺合圍形成一烘焙室，所述烘焙室內(nèi)設置有布置于所述驅(qū)動環(huán)下方的加熱管。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過多個料筒及打印頭與托盤的相對運動，可實現(xiàn)蛋糕胚內(nèi)部成型與后續(xù)裱花處理，其操作簡單，降低了蛋糕制作成本，可滿足不同的個性化需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的蛋糕3D打印裝置的連接結構示意圖。

圖2是本實用新型的送料機構的連接結構示意圖。

圖3是本實用新型的攪拌筒的剖視結構示意圖。

圖4本實用新型的打印機構的連接結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1~4，本實用新型的實施例提供了一種蛋糕3D打印裝置，包括，

送料機構1，其包括多個料筒101、與多個所述料筒101連通的攪拌筒102、設于所述攪拌筒102內(nèi)的螺旋攪拌葉片103、驅(qū)動物料由料筒101進入攪拌筒102內(nèi)的氣泵104；

打印機構2，其包括與所述攪拌筒102出料端連通的打印頭201、水平設于所述打印頭201下方的托盤202、驅(qū)動所述打印頭201在一水平面內(nèi)分別作橫向和縱向往返運動的第一步進電機203和第二步進電機204、驅(qū)動所述托盤202作上下往返運動的第三步進電機205。

具體的，本實施例料筒101個數(shù)可根據(jù)需要設置，本實施例僅僅以四個料筒101為例進行說明。設置時，可在其中一個料筒101內(nèi)放置面漿料，另外三個料筒101內(nèi)分別放置紅色奶油、綠色奶油和藍色奶油，也可根據(jù)需要或個人口味放置其他原料，也可設置更多個數(shù)的料筒101以配合放置更多的原料或更多顏色的奶油，在此不作限制。

制作時，通過氣泵104將料筒101內(nèi)的原料分別打入攪拌筒102內(nèi)，驅(qū)動攪拌筒102內(nèi)的螺旋攪拌葉片103轉(zhuǎn)動，具體可通過一微型減速電機105驅(qū)動螺旋攪拌葉片103轉(zhuǎn)動。由于采用螺旋攪拌葉片103，使得物料在攪拌筒102內(nèi)攪拌的同時能夠沿攪拌筒102向其出料端運動，從而便于持續(xù)性攪拌的同時給予攪拌后的物料以驅(qū)動力，保證攪拌后的物料的緊密性。攪拌后的物料進入打印頭201后，可通過控制第一步進電機203、第二步進電機204和第三步進電機205的運動實現(xiàn)打印頭201與托盤202之間的相對運動，保證打印頭201能夠在托盤202上以蛋糕原料繪制不同圖案的蛋糕胚，其不僅可用于蛋糕胚內(nèi)部造型，也可用于蛋糕胚外表面裱花。

請參閱圖1、圖2，為了便于控制不同料筒101內(nèi)物料進入攪拌筒102內(nèi)，本實施例所述送料機構1包括一多通氣閥106，所述多通氣閥106的進氣端與所述氣泵104連接、多個出氣端分別與多個所述料筒101連接，具體控制時可根據(jù)多通氣閥106出氣端與進氣端導通的時間控制不同料筒101內(nèi)物料進入攪拌筒102內(nèi)的量，進而控制攪拌筒102內(nèi)不同物料的比例，以滿足不同人群對蛋糕口味的需求。同時，多通氣閥106也可控制不同物料進入攪拌筒102內(nèi)的前后順序及進入攪拌筒102內(nèi)的時間，例如，在進行蛋糕胚制作時，裱花原料可不進入攪拌筒102內(nèi)，而進行裱花時，制作蛋糕胚的面漿料則不進入攪拌筒102內(nèi)。其中，氣泵104可通過氣動軟管107與多通氣閥106連接，而料筒101可通過食品級硅膠管108與攪拌筒102連接。

請參閱圖3，蛋糕胚及裱花時需要物料具有較好的連續(xù)性，即需要保證物料之間的緊密性，為了避免物料之間產(chǎn)生氣泡，故本實施例所述攪拌筒102包括上端與多個所述料筒101連通的攪拌筒本體102a及由所述攪拌筒本體102a下端向下延伸形成的內(nèi)徑由上至下逐漸縮小的錐形部102b，所述錐形部102b下端與所述攪拌筒102連通，通過錐形部102b的設置可增加物料由上至下受到的壓力，進而保證物料之間緊密連接，保證打印頭201中物料打印的連續(xù)性，進而提高蛋糕胚和裱花的完整性。

其中，如圖1、圖4所示，為了提高第一步進電機203控制打印頭201橫向運動的準確性，本實施例所述打印機構2包括第一同步輪（未標出）、第一同步帶206，所述第一同步帶206沿橫向布置且一端與第一同步輪（未標出）連接、另一端與第一步進電機203連接，所述打印頭201連接于所述第一同步帶206并隨第一同步帶206作橫向往返運動。相對應的，所述打印機構2包括均縱向設置的兩個導軌207、一一對應設置于所述導軌207上的兩個滑塊208、驅(qū)動兩個所述滑塊208沿所述導軌207縱向運動的兩個第二同步帶209、同步驅(qū)動兩個所述第二同步帶209轉(zhuǎn)動的主動軸210，所述第二步進電機204與所述主動軸210驅(qū)動連接，所述第一同步輪（未標出）通過一同步輪固定座211固設于其中一個滑塊208上、所述第一步進電機203固定于其中另一個滑塊208上。

具體的，第一步進電機203驅(qū)動第一同步帶206轉(zhuǎn)動，打印頭201可隨第一同步帶206作橫向往返運動，由于第一同步輪（未標出）和第一步進電機203分別與兩個滑塊208連接，兩個滑塊208分別設置于兩個第二同步帶209上，主動軸210兩端分別設置兩個第二同步輪（未標出），與主動軸210相配合從動軸212兩端也設置兩個第二同步輪（未標出），四個第二同步輪（未標出）可同步驅(qū)動兩個第二同步帶209轉(zhuǎn)動，使得兩個滑塊208同步作縱向往返運動，進而保證了打印頭201作縱向往返運動。同時，由于第二步進電機204驅(qū)動第一步進電機203和打印頭201同步縱向運動，而打印頭201可同時相對第一步進電機203橫向運動，從而保證了打印頭201可同時作橫向運動和縱向運動，其有利于保證蛋糕胚和裱花的不同設計方案的打印。

如圖2、圖4所示，為了便于各個部件的固定，所述送料機構1包括一支撐架109，所述打印機構2還包括一打印臺213，支撐架109可設置于打印臺213上，而料筒101、多通氣閥106、氣泵104、攪拌筒102、微型減速電機105均固定設置于支撐架109上。而且，打印臺213上設置有一打印孔213a，所述打印頭201內(nèi)置于所述打印孔213a并與一打印頭固定座214連接，所述打印頭固定座214上端連接于所述第一同步帶206，所述托盤202對應設置于打印孔213a正下方，從而實現(xiàn)了打印頭201在打印孔213a內(nèi)作橫向和縱向運動，而與之相配合的托盤202則作豎直運動，保證了相當于實現(xiàn)了打印頭201相對托盤202作三維運動。

相對應的，為了提高托盤202豎直運動與打印頭201運動配合的精準度，本實施例所述打印機構2包括一豎直設置的絲杠215、平行設于所述絲杠215兩側(cè)的導桿216、設于托盤202下方并與托盤202連接為一體的驅(qū)動環(huán)217，所述驅(qū)動環(huán)217上設置有與所述絲杠215螺紋配合的螺母及與所述導桿216配合的線性軸承，所述第三步進電機205與所述絲杠215通過聯(lián)軸器連接。其中，絲杠215和導桿216均上端連接于打印臺213下表面，當?shù)谌竭M電機205驅(qū)動絲杠215轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動環(huán)217帶動托盤202沿絲杠215作上下運動，對應的線性軸承套設于導桿216上，使托盤202能夠沿導桿216作上下運動，有利于驅(qū)動環(huán)217和托盤202按設定的路徑作上下運動。

蛋糕在托盤202上打印好后，由于其形狀穩(wěn)定性差，不便于移動，故所述蛋糕3D打印裝置還包括一框架3及設于所述框架3上的殼體4，所述殼體4與所述打印臺213合圍形成一烘焙室，所述烘焙室內(nèi)設置有布置于所述驅(qū)動環(huán)217下方的加熱管5，加熱管5也可設置為多個，當設置為多個加熱管5時，多個加熱管5可根據(jù)需要沿烘焙室內(nèi)壁設置，且靠近打印臺213的加熱管5的功率較大、靠近烘焙室下端的加熱管5的功率較小。而為了減少熱量的散熱，避免熱量將料筒101或攪拌筒102內(nèi)物料固化，本實施例的打印臺213可采用隔熱材料。其中，支撐架109也可直接與框架3連接以增加連接的穩(wěn)定性。

而為了烘焙室內(nèi)溫度的可控制性，可設置溫度傳感器、顯示屏、調(diào)節(jié)按鈕等進行烘焙室內(nèi)溫度的控制，其控制方法為本領域的常規(guī)技術，在此不作贅述。

本實施例的蛋糕3D打印裝置的打印方法如下：

（1）將四個料筒中的其中一個料筒內(nèi)放置面漿料，另外三個料筒內(nèi)分別放置紅色奶油、綠色奶油和藍色奶油；

（2）通過氣泵和多通氣閥控制四個料筒中蛋糕原料按設定比例進入攪拌筒內(nèi)，通過螺旋攪拌葉片將攪拌筒內(nèi)的蛋糕原料攪拌均勻，并通過螺旋攪拌葉片驅(qū)動攪拌均勻的蛋糕原料進入打印頭內(nèi)；其中，放置奶油的料筒內(nèi)可通入奶油進入攪拌筒也可不通入奶油進入攪拌筒，具體可根據(jù)需要設置；

（3）控制承載蛋糕的托盤作豎直運動使其與在水平面內(nèi)作橫向運動和縱向運動的打印頭相配合繪制設定蛋糕胚圖案，該蛋糕圖案主要是指蛋糕胚的內(nèi)部圖案；

（4）對打印好的蛋糕胚進行烘焙處理。

（5）通過打印頭對烘焙處理后冷卻的蛋糕胚的外表面進行裱花處理。具體的，該裱花處理時，需要調(diào)整攪拌筒內(nèi)的物料，即通過氣泵和多通氣閥控制裝有奶油的三個料筒按一定比例進入攪拌筒內(nèi)，然后再通過打印頭在蛋糕胚上進行裱花打印。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過多個料筒及打印頭與托盤的相對運動，可實現(xiàn)蛋糕胚內(nèi)部成型與后續(xù)裱花處理，其操作簡單，降低了蛋糕制作成本，可滿足不同的個性化需求。

以上所述本實用新型的具體實施方式，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何根據(jù)本實用新型的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍內(nèi)。