本實(shí)用新型涉及3D打印機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于制備食品的3D打印機(jī)。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)由于具有高效、省材的特點(diǎn)。目前廣泛用于珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支等領(lǐng)域。由于其優(yōu)勢(shì)明顯，目前在食品領(lǐng)域也逐步得到運(yùn)用。

而現(xiàn)有3D食品打印機(jī)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(jìn)行調(diào)整、制作；

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(duì)不同原料進(jìn)行配置的食品3D打印機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種食品3D打印機(jī)，包括機(jī)架、以及設(shè)置機(jī)架上的送料機(jī)構(gòu)、混合注射機(jī)構(gòu)、三維打印機(jī)構(gòu)；所述送料機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的多個(gè)原料筒、設(shè)置在所述原料筒的出口的第一電磁閥；所述混合注射機(jī)構(gòu)包括可與所述第一電磁閥對(duì)接的多個(gè)攪拌腔、以及與所述攪拌腔連接的擠出機(jī)構(gòu)；所述三維打印機(jī)構(gòu)包括打印平臺(tái)、與擠出機(jī)構(gòu)連接的噴嘴組、用于驅(qū)動(dòng)所述噴嘴組以及打印平臺(tái)移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述噴嘴組包括至少1個(gè)噴嘴；所述噴嘴與所述擠出機(jī)構(gòu)連接。

通過向多個(gè)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(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，使得所述原料筒可依次旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)攪拌腔，對(duì)攪拌腔進(jìn)行原材料的加入，所述攪拌腔對(duì)原料進(jìn)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(jī)設(shè)置了多個(gè)攪拌腔，可同時(shí)制備不同類型的混合料；或者是，多個(gè)攪拌腔均配置同一類型的混合料，通過多個(gè)攪拌腔輪流對(duì)噴嘴組進(jìn)行輸送，以實(shí)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(gè)。

所述第一電磁閥控制原料筒的開口的打開或關(guān)閉，以對(duì)攪拌腔進(jìn)行原料的投放。所述步進(jìn)電機(jī)能夠保證旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)原料筒與攪拌腔的精確對(duì)接。

進(jìn)一步地，為了便于所述原料筒與攪拌腔對(duì)接以及原料能夠更好地加入攪拌腔中，所述原料筒可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上方，相應(yīng)地，所述攪拌腔設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的下方。

進(jìn)一步地，所述食品3D打印機(jī)還設(shè)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)分別與送料機(jī)構(gòu)、混合注射機(jī)構(gòu)、噴嘴組、打印平臺(tái)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，以協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)工作，提高智能化程度。

進(jìn)一步地，所述打印平臺(tái)設(shè)有加熱裝置，可在打印的過程中對(duì)打印的食品進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)噴嘴組沿X軸方向移動(dòng)的X軸傳動(dòng)裝置、用于驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸傳動(dòng)裝置、用于驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)沿Z軸方向移動(dòng)的Z軸傳動(dòng)裝置。具體來說，所述X軸傳動(dòng)裝置包括與噴嘴組連接的X軸絲桿、驅(qū)動(dòng)X軸絲桿工作的X軸步進(jìn)電機(jī)；所述Y軸傳動(dòng)裝置包括與打印平臺(tái)連接的Y軸絲桿、驅(qū)動(dòng)Y軸絲桿工作的Y軸步進(jìn)電機(jī)；所述Z軸傳動(dòng)裝置包括與打印平臺(tái)連接的Z軸絲桿、驅(qū)動(dòng)Z軸絲桿工作的Z軸步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述擠出機(jī)構(gòu)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(yùn)動(dòng)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(gè)攪拌腔分別與一個(gè)螺桿腔連接。

進(jìn)一步地，所述支架包括用于放置所述混合注射機(jī)構(gòu)的支撐平臺(tái)、設(shè)置在支撐平臺(tái)上并用于支撐所述送料機(jī)構(gòu)的支撐件，所述送料機(jī)構(gòu)通過支撐件與支撐平臺(tái)相連接。

所述噴嘴組包括至少1個(gè)噴嘴。作為一個(gè)實(shí)施方式，所述噴嘴組包括1個(gè)噴嘴；所述噴嘴分別與所述多個(gè)擠出機(jī)構(gòu)（在本實(shí)用新型當(dāng)中，可以是與螺桿腔）連接。

作為另一個(gè)實(shí)施方式，所述噴嘴組包括相互獨(dú)立的多個(gè)噴嘴，所述擠出機(jī)構(gòu)的數(shù)量與所述噴嘴的數(shù)量一致，使得每一個(gè)噴嘴分別與一個(gè)擠出機(jī)構(gòu)（在本實(shí)用新型當(dāng)中，可以是與螺桿腔）連接。每一個(gè)噴嘴可獨(dú)立工作，互不干擾。在此基礎(chǔ)之上，所述噴嘴可拆卸替換，可針對(duì)不同的打印要求，實(shí)現(xiàn)各種材料的高精度打印，同時(shí)方便清洗。噴嘴的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)置，在本實(shí)用新型中，所述噴嘴組優(yōu)選但不限于包括3個(gè)噴嘴。

更進(jìn)一步地，所述多個(gè)噴嘴沿所述X軸方向并排設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述原料筒設(shè)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(jié)合，以實(shí)現(xiàn)各種原料的精準(zhǔn)投放，并可在原料小于一定體積時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

進(jìn)一步地，所述食品3D打印機(jī)還包括設(shè)置在所述機(jī)架上的、可用于制備豆?jié){的豆?jié){機(jī)構(gòu)，所述豆?jié){機(jī)構(gòu)與所述送料機(jī)構(gòu)連接。

更進(jìn)一步地，所述豆?jié){機(jī)構(gòu)包括可與所述第一電磁閥對(duì)接的豆?jié){攪拌腔、豆?jié){儲(chǔ)存腔、分別與所述豆?jié){攪拌腔和豆?jié){儲(chǔ)存腔連接的第二微型泵、設(shè)置在所述豆?jié){儲(chǔ)存腔出口的第二電磁閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

通過設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的多個(gè)原料筒和攪拌腔，本實(shí)用新型所述食品3D打印機(jī)可根據(jù)特定的需求進(jìn)行不同原材料的加入以及不同比例的混合，實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)，能夠滿足人們的個(gè)性需求。

附圖說明

圖1為所述食品3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為所述送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為所述混合注射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為所述三維打印機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖5為所述三維打印機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖6為所述豆?jié){機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)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(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際物品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

實(shí)施例1

如圖1~6所示， 一種食品3D打印機(jī)，包括機(jī)架400、以及設(shè)置機(jī)架上的送料機(jī)構(gòu)100、混合注射機(jī)構(gòu)200、三維打印機(jī)構(gòu)300。

支架400包括用于放置混合注射機(jī)構(gòu)200的支撐平臺(tái)401、設(shè)置在支撐平臺(tái)上并用于支撐送料機(jī)構(gòu)100的支撐件402，送料機(jī)構(gòu)100通過支撐件402與支撐平臺(tái)401相連接。

送料機(jī)構(gòu)100包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)102、用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)102旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)104、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)102上的多個(gè)原料筒101、設(shè)置在原料筒101的出口的第一電磁閥103。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)102固定在步進(jìn)電機(jī)104上，并通過支撐件與支撐平臺(tái)相連。

原料筒101的數(shù)量一般設(shè)置為4~8個(gè)，在本實(shí)用新型當(dāng)中優(yōu)選為6個(gè)。原料筒101設(shè)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(jié)合，以實(shí)現(xiàn)各種原料的精準(zhǔn)投放，并可在原料小于一定體積時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

混合注射機(jī)構(gòu)200包括可與第一電磁閥103對(duì)接的多個(gè)攪拌腔207、以及與攪拌腔207連接的擠出機(jī)構(gòu)。三維打印機(jī)構(gòu)300包括打印平臺(tái)306、與擠出機(jī)構(gòu)連接的噴嘴組301、用于驅(qū)動(dòng)噴嘴組301以及打印平臺(tái)306移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?；旌献⑸錂C(jī)構(gòu)200均固定在支撐平臺(tái)401。

擠出機(jī)構(gòu)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(yùn)動(dòng)以將螺桿腔210中的配料輸送到噴嘴。

噴嘴組301包括相互獨(dú)立的多個(gè)噴嘴，在本實(shí)用新型當(dāng)中，噴嘴的數(shù)量?jī)?yōu)選為3個(gè)，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(gè)攪拌腔207分別與其中一個(gè)螺桿腔210連接，使得每一個(gè)螺桿腔210分別與其中一個(gè)噴嘴連接。螺桿腔210通過皮管211與噴嘴相連。在此基礎(chǔ)之上，噴嘴可拆卸替換，可針對(duì)不同的打印要求，實(shí)現(xiàn)各種材料的高精度打印，同時(shí)方便清洗。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)噴嘴組301沿X軸方向移動(dòng)的X軸傳動(dòng)裝置、用于驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)306沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸傳動(dòng)裝置、用于驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)306沿Z軸方向移動(dòng)的Z軸傳動(dòng)裝置。具體來說，X軸傳動(dòng)裝置包括與噴嘴組301連接的X軸絲桿302、驅(qū)動(dòng)X軸絲桿302工作的X軸步進(jìn)電機(jī)305。 Y軸傳動(dòng)裝置包括與打印平臺(tái)306連接的Y軸絲桿308、驅(qū)動(dòng)Y軸絲桿308工作的Y軸步進(jìn)電機(jī)307。Z軸傳動(dòng)裝置包括與打印平臺(tái)306連接的Z軸絲桿303、驅(qū)動(dòng)Z軸絲桿303工作的Z軸步進(jìn)電機(jī)304。3個(gè)噴嘴固定在X軸絲桿的移動(dòng)平臺(tái)上，3個(gè)噴嘴沿所述X軸方向并排設(shè)置。

打印平臺(tái)306設(shè)有加熱裝置，可在打印的過程中對(duì)打印的食品進(jìn)行加熱。

該食品3D打印機(jī)還設(shè)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)分別與送料機(jī)構(gòu)100、混合注射機(jī)構(gòu)200、噴嘴組301、打印平臺(tái)306以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，以協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)工作，提高智能化程度。

本實(shí)用新型提出的食品3D打印機(jī)的具體工作過程為：6個(gè)原料筒101儲(chǔ)存有不同的原料，每個(gè)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(duì)接，通過開啟相應(yīng)的第一電磁閥103，即可實(shí)現(xiàn)原料進(jìn)入相應(yīng)的攪拌腔207。之后可控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)102的旋轉(zhuǎn)角度，以實(shí)現(xiàn)不同原料筒101與不同攪拌腔207的對(duì)接，從而可以將不同原料進(jìn)行混合，原料混合后即形成配料，在本實(shí)用新型中，因?yàn)樵O(shè)置了3個(gè)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(jìn)入螺桿腔210，然后通過螺桿208的運(yùn)動(dòng)即可將配料經(jīng)皮管211輸送到噴嘴中，通過分別控制三個(gè)X、Y、Z軸步進(jìn)電機(jī)及相應(yīng)的絲桿即可實(shí)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(shí)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(tái)306打印的同時(shí)可進(jìn)行加熱。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同的是，在本實(shí)施例中，該食品3D打印機(jī)的噴嘴組301具有1個(gè)噴嘴，噴嘴分別與多個(gè)螺桿腔210連接。雖然設(shè)置1個(gè)噴嘴，但當(dāng)多個(gè)攪拌腔207均配置同一類型的混合料時(shí)，通過多個(gè)攪拌腔207輪流對(duì)該噴嘴進(jìn)行輸送，以實(shí)現(xiàn)食品的不間斷打印。

其它部件以連接關(guān)系與實(shí)施1相同。

實(shí)施例3

如圖6所示，與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的食品3D打印機(jī)還包括設(shè)可用于制備豆?jié){的豆?jié){機(jī)構(gòu)，豆?jié){機(jī)構(gòu)固定在支撐平臺(tái)401上。

豆?jié){機(jī)構(gòu)包括可與原料筒101上的第一電磁閥103對(duì)接的豆?jié){攪拌腔202、豆?jié){儲(chǔ)存腔203、分別與豆?jié){攪拌腔202和豆?jié){儲(chǔ)存腔連接的第二微型泵204、設(shè)置在豆?jié){儲(chǔ)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(duì)并連接，原料進(jìn)入豆?jié){攪拌腔202后即可制作成豆?jié){及其它飲料，經(jīng)第二微型泵儲(chǔ)存在豆?jié){儲(chǔ)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(guān)系與實(shí)施1相同。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。