CN103734216B - 3d甜品打印加工装置及相应的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3D甜品打印加工装置及相应的加工方法，包括打印平台，奶油挤出头和甜品原料挤出头位于该打印平台的上方，打印平台位于X轴和Y轴所在的平面，Z轴垂直于打印平台，奶油挤出头和甜品原料挤出头相对于打印平台沿着X轴、Y轴或Z轴移动，该方法包括以下步骤：根据目标甜品的形状生成甜品的三维图像；进行切片处理；打印所述的甜品坯；烘烤所述的甜品坯；打印所述的奶油。采用了该结构的3D甜品打印加工装置，巧妙地将3D打印技术和食品制作结合起来，可以制造出结构精巧、外形美观的甜品，制作出的奶油甜品与事先设计的偏差小，特别适合特殊场合所使用的甜品；加工方法操作简单，可在三维方向连续地裱上奶油，成品精致，实用性强。

Description

3D甜品打印加工装置及相应的加工方法
技术领域
本发明涉及食品加工设备技术领域，具体是指一种3D甜品打印加工装置及相应的加工方法。
背景技术
3D打印机是20世纪80年代后期发展起来的一项快速设计及成型技术。快速成型加工的核心思想是离散堆积成型。即由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或立体模型；将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列的二维层片（习惯称为分层），根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码；成型机制造一系列层片并自动将其联接起来，得到三维物理实体。快速成型技术综合了激光、计算机辅助设计与制造、光化学、新型材料等科学技术的研究成果，不需任何机械加工设备即可快速精确地制造复杂形状的物体。其中激光技术是快速成型技术的核心，激光技术的发展推运了快速成形工艺的发展。常用的快速成型工艺有：紫外激光固化快速成形（俗称立体光刻快速成形）、选择性激光烧结、熔丝沉积、分层实体制造等。其中紫外激光固化快速成形是将紫外激光在树脂液面上按二维截面的形状逐点扫描，使树脂固化，固化后的树脂便形成一个二维图形，如此逐层扫描、固化，最终即可得到完整的三维实体。
3D打印技术与食品行业的结合十分巧妙，将先进的3D打印技术与食品制作结合起来，可以制作出外形精美、结构复杂适合特殊场合食用的食品。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种可制作形状复杂的甜品、操作简便、打印精巧的3D甜品打印加工装置及相应的加工方法。
为实现上述的目的，本发明的3D甜品打印加工装置及相应的加工方法采用以下技术方案：
该3D甜品打印加工装置，其主要特点是，包括打印平台、奶油挤出头和甜品原料挤出头，所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头位于所述的打印平台的上方，且所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头的挤出方向均垂直于所述的打印平台，所述的打印平台平行于X轴和Y轴所在的平面，所述的打印平台垂直于Z轴。
该3D甜品打印加工装置中的步进电机与所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头连接，该步进电机带动所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头沿所述的X轴、所述的Y轴或所述的Z轴在三维平面内进行连续移动。
该3D甜品打印加工装置中的步进电机与所述的打印平台、所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头连接，该步进电机带动所述的打印平台沿着所述的Z轴移动，所述的步进电机带动所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头沿着所述的X轴和所述的Y轴在二维平面内进行连续移动。
该3D甜品打印加工装置中的打印平台的边缘设置有托盘卡位，托盘置于所述的打印平台的上表面，且该托盘由所述的托盘卡位限位。
该3D甜品打印加工装置中的奶油挤出头与奶油存储器连接，所述的甜品原料挤出头与所述的甜品原料存储器连接，所述的奶油存储器和所述的甜品原料存储器内均设置有温度传感器和搅拌机，所述的温度传感器和所述的搅拌机均与控制装置连接。
该3D甜品打印加工装置中的控制装置与奶油挤出头和甜品原料挤出头连接，所述的奶油挤出头和甜品原料挤出头设置有流速调节装置和孔径调节装置。
该3D甜品打印加工装置实现3D甜品加工方法，其主要特点是，该方法包括以下步骤：
（1）根据目标甜品的形状生成甜品的三维图像；
（2）根据甜品的三维图像，分别对于奶油和甜品坯通过离散程序进行切片处理，并分别形成所述的奶油和所述的甜品坯的扫描路径；
（3）打印所述的甜品坯；
（4）烘烤所述的甜品坯；
（5）打印所述的奶油。
所述的打印所述的甜品坯包括以下步骤：
（31）所述的控制装置根据输入的配方比例和所述甜品原料存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出甜品原料实时的粘度；
（32）所述的控制装置根据甜品原料实时的粘度控制所述的甜品原料挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
（33）所述的甜品原料挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出甜品原料。
所述的打印所述的奶油包括以下步骤：
（51）所述的控制装置根据输入的配方比例和所述的奶油存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出奶油实时的粘度；
（52）所述的控制装置根据实时的粘度控制所述的奶油挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
（53）所述的奶油挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出奶油。
采用了该结构的3D甜品打印加工装置，巧妙地将3D打印技术和食品制作结合起来，可以制造出结构精巧、外形美观的甜品，制作出的奶油甜品与事先设计的偏差小，特别适合特殊场合所使用的甜品；该加工方法，操作简单，可在三维方向连续地裱上奶油，成品精致，实用性强。
附图说明
图1为本发明的3D甜品打印加工装置结构示意简图。
图中标号说明如下：
11甜品原料挤出头
12奶油挤出头
2托盘卡位
3托盘
4X轴
5Y轴
6Z轴
7打印平台
具体实施方式
为了能更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1，该3D甜品打印加工装置，包括打印平台7、奶油挤出头12和甜品原料挤出头11，奶油挤出头12和甜品原料挤出头11位于打印平台7的上方，且奶油挤出头12和甜品原料挤出头11的挤出方向均垂直于打印平台7，打印平台7平行于X轴和Y轴所在的平面，打印平台7垂直于Z轴。
一种方式为，步进电机与奶油挤出头12和甜品原料挤出头11连接，该步进电机带动奶油挤出头12和甜品原料挤出头11沿X轴、Y轴或Z轴在三维平面内进行连续移动，用于喷头连续打印，无需归位或停顿，这样的打印效率高，同时可以实现惟妙惟肖的3D打印甜品，打印出的甜品油较佳的观赏性。
另一种方式为，步进电机与打印平台7、奶油挤出头12和甜品原料挤出头11连接，该步进电机带动打印平台7沿着Z轴移动，步进电机带动奶油挤出头12和甜品原料挤出头11沿着X轴和Y轴在二维平面内进行连续移动。该种方式类似于逐层打印，每打印好一层后，喷头需要归位，打印效率略低。
打印平台7的边缘设置有托盘卡位2，托盘3置于打印平台7的上表面，且该托盘3由托盘卡位2限位。
奶油挤出头12与奶油存储器连接，甜品原料挤出头11与甜品原料存储器连接，奶油存储器和甜品原料存储器内均设置有温度传感器和搅拌机，温度传感器和搅拌机均与控制装置连接。
控制装置与奶油挤出头12和甜品原料挤出头11连接，奶油挤出头12和甜品原料挤出头11设置有流速调节装置和孔径调节装置。
该实现3D甜品加工方法包括以下步骤：
（1）根据目标甜品的形状生成甜品的三维图像；
（2）根据甜品的三维图像，分别对于奶油和甜品坯通过离散程序进行切片处理，并分别形成所述的奶油和所述的甜品坯的扫描路径；
（3）打印所述的甜品坯；
（4）烘烤所述的甜品坯；
（5）打印所述的奶油。
所述的打印所述的甜品坯包括以下步骤：
（31）所述的控制装置根据输入的配方比例和所述甜品原料存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出甜品原料实时的粘度；
（32）所述的控制装置根据甜品原料实时的粘度控制所述的甜品原料挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
（33）所述的甜品原料挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出甜品原料。
所述的打印所述的奶油包括以下步骤：
（51）所述的控制装置根据输入的配方比例和所述的奶油存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出奶油实时的粘度；
（52）所述的控制装置根据实时的粘度控制所述的奶油挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
（53）所述的奶油挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出奶油。
一般情况下温度控制在30度左右，奶油粘度在3000mPas，粘度确定以后可以自动控制喷头的孔径和流速。
采用了该结构的3D甜品打印加工装置，巧妙地将3D打印技术和食品制作结合起来，可以制造出结构精巧、外形美观的甜品，制作出的奶油甜品与事先设计的偏差小，特别适合特殊场合所使用的甜品；该加工方法，操作简单，可在三维方向连续地裱上奶油，成品精致，实用性强。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种3D甜品打印加工装置，其特征在于，包括打印平台、奶油挤出头和甜品原料挤出头，所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头位于所述的打印平台的上方，且所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头的挤出方向均垂直于所述的打印平台，所述的打印平台平行于X轴和Y轴所在的平面，所述的打印平台垂直于Z轴，所述的奶油挤出头与奶油存储器连接，所述的甜品原料挤出头与所述的甜品原料存储器连接，所述的奶油存储器和所述的甜品原料存储器内均设置有温度传感器和搅拌机，所述的温度传感器和所述的搅拌机均与控制装置连接，所述的控制装置与所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头连接，所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头分别设置有流速调节装置和孔径调节装置，所述的控制装置根据甜品原料和奶油的实时的粘度控制所述的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机。
2.根据权利要求1所述的3D甜品打印加工装置，其特征在于，步进电机与所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头连接，该步进电机带动所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头沿所述的X轴、所述的Y轴或所述的Z轴在三维平面内进行连续移动。
3.根据权利要求1所述的3D甜品打印加工装置，其特征在于，步进电机与所述的打印平台、所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头连接，该步进电机带动所述的打印平台沿着所述的Z轴移动，所述的步进电机带动所述的奶油挤出头和所述的甜品原料挤出头沿着所述的X轴和所述的Y轴在二维平面内进行连续移动。
4.根据权利要求1所述的3D甜品打印加工装置，其特征在于，所述的打印平台的边缘设置有托盘卡位，托盘置于所述的打印平台的上表面，且该托盘由所述的托盘卡位限位。
5.一种基于权利要求1所述的3D甜品打印加工装置实现3D甜品加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)根据目标甜品的形状生成甜品的三维图像；
(2)根据甜品的三维图像，分别对于奶油和甜品坯通过离散程序进行切片处理，并分别形成所述的奶油和所述的甜品坯的扫描路径；
(3)打印所述的甜品坯；
(4)烘烤所述的甜品坯；
(5)打印所述的奶油。
6.根据权利要求5所述的3D甜品打印加工装置实现3D甜品加工方法，其特征在于，所述的打印所述的甜品坯包括以下步骤：
(31)所述的控制装置根据输入的配方比例和所述甜品原料存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出甜品原料实时的粘度；
(32)所述的控制装置根据甜品原料实时的粘度控制所述的甜品原料挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
(33)所述的甜品原料挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出甜品原料。
7.根据权利要求5所述的3D甜品加工方法，其特征在于，所述的打印所述的奶油包括以下步骤：
(51)所述的控制装置根据输入的配方比例和所述的奶油存储器中的温度传感器发送的温度信号，所述的控制装置计算出奶油实时的粘度；
(52)所述的控制装置根据实时的粘度控制所述的奶油挤出头中的流速调节装置、孔径调节装置和搅拌机；
(53)所述的奶油挤出头根据扫描路径沿着三维方向连续移动，同时挤出奶油。
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