CN107853347A - 一种糕点用逐层粉末3d打印着色一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，包括机座、粉末添加层、着色层和激光固化器；在机座的底部通过Z轴直线移动机构连接有热床；在机座外围通过连接架连接有粉末添加层，粉末添加层包括粉末添加器，粉末添加器通过撒粉移动滑轨连接到连接架上；在粉末添加层上部设置着色层，着色层通过叠加架连接到粉末添加层上部；着色层包括着色喷头，着色喷头通过X、Y轴移动轨机构连接到叠加架上；在叠加架上通过支撑架连接激光固化器，激光固化器包括激光源以及用于对激光源的激光进行导向的扫描镜；粉末添加器包括撒粉杆，撒粉杆的横向两端均连接到撒粉移动滑轨上，在撒粉杆的底部设置有条形的撒粉口，在撒粉杆的横向一侧还连接有清扫刷。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于食品粉末3D打印的打印设备，属于一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机。
背景技术
随着生活水平日益提高，婚庆、生日、节日等庆祝场合对糕点的造型、口味要求日益提高。但是目前在客户定制化、可食用、全彩领域的人偶、造型方面，仍缺乏满足市场需求的解决方案。现在有的面点造型、巧克力造型、人偶造型普遍存在仿真度差、色彩单一、工艺复杂、时效性低下、成本较高或不复合食用安全等等问题。随着3D打印技术的发展，全彩石膏打印技术已经获得突破，可以快速、相对低廉的制造仿真人偶，但是石膏材料不可食用，不能满足糕点的卫生要求。现有的食品打印技术，以巧克力熔融沉积为主，色彩单一，也不适合人像、人偶的制备。本发明针对这一技术空白和市场机遇，结合激光选择性烧结技术和全彩石膏打印技术，发明了以可食用粉末、可食用色素为原料的逐层粉末3D打印着色一体机。
发明内容
本发明主要提供一种利用金属粉末3D打印原理的食品用3D打印机构，实现食品粉末的逐层成形打印和着色。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，包括机座、粉末添加层、着色层和激光固化器；其中在所述机座的底部通过一个Z轴直线移动机构连接有热床；在所述机座外围通过连接架连接有粉末添加层，所述粉末添加层包括一个粉末添加器，粉末添加器通过撒粉移动滑轨连接到连接架上；在所述粉末添加层上部设置着色层，着色层通过叠加架连接到粉末添加层上部；所述着色层包括一个着色喷头，所述着色喷头通过X、Y轴移动轨机构连接到叠加架上；在所述叠加架上通过支撑架连接激光固化器，激光固化器包括激光源以及用于对激光源的激光进行导向的扫描镜，扫描镜通过定位器连接到支撑架上；所述粉末添加器包括一个撒粉杆，撒粉杆的横向两端均连接到撒粉移动滑轨上，在撒粉杆的底部设置有条形的撒粉口，在撒粉杆的横向一侧还连接有一个清扫刷，所述清扫刷的轴线与撒粉杆的轴线平行。
作为本发明的进一步改进，所述Z轴直线移动机构包括一个驱动丝杠，在所述热床上固定有一个与驱动丝杠螺纹连接的丝套，所述丝杠通过一个主步进电机驱动旋转。
作为本发明的进一步改进，所述机座的底部与热床之间通过滑套机构进行导向连接，所述滑套机构包括一个外套和一个内套，内套和外套之间滑动连接，外套和内套之间通过滑动键槽机构进行周向限位。
作为本发明的进一步改进，所述X、Y轴移动机构包括一个X轴移动滑轨和Y轴移动滑轨，X轴移动滑轨固定在叠加架上，Y轴移动滑轨连接于X轴移动滑轨的滑块X上，所述着色喷头连接于Y轴移动滑轨的滑块Y上。
作为本发明的进一步改进，所述清扫刷上连接有一个与之轴线平行的转轴A，清扫刷通过前述的转轴A连接到撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴A转动的驱动电机A。
作为本发明的进一步改进，在所述撒粉杆上还设置有一个刮板，刮板上同轴设置有转轴B，转轴B转动连接于撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴B转动的驱动电机B。
作为本发明的进一步改进，所述定位器包括一个连接外框，连接外框通过旋转轴C连接到支撑架上，在支撑架上通过步进电机C驱动旋转轴C转动，在所述连接外框内连接有一个连接内框，在连接外框中部通过旋转轴D于连接内框连接，在连接外框上固定有步进电机D，通过步进电机D驱动旋转轴D转动，在连接内框中部设置有聚焦透镜组，激光源通过柔性导光件连接聚焦透镜组；其中连接内框和连接外框的摆动轴线互相垂直。
作为本发明的进一步改进，在所述基座的外部设置有一个密封仓，在所述热床的横向一侧设置有一个集粉桶，集粉桶的开口为长条形且与撒粉杆轴线平行，集粉桶的底部连接有集粉管，集粉管通过风机连接到料筒上。
作为本发明的进一步改进，在所述热床的表面设置有一个不锈钢面板，在所述不锈钢面板的背部设置有加热片。
作为本发明的进一步改进，定位器包括一个连接架，连接架中部设置聚焦透镜组，连接架四周设置有四组连接杆，连接杆端部通过万向球头结构连接到支撑架上，在万向球头机构上连接有直线步进电机，通过各直线步进电机的移动实现镜片的摆动
本发明的有益效果是：
1、本发明通过一个逐层粉末打印机构，通过激光实现食品粉末的逐层固化，而后逐层着色，相比于选择性3D打印，本打印机构打印出的食品稳定性好，而且染色较为均匀。
2、Z轴直线移动机构采用丝杠进行驱动，使得打印机的Z轴通过热床的移动实现，相对稳定性较高。
3、撒粉杆上设置的清扫刷可以在逐层打印完成后对热床进行清扫，同时设置的清扫刷旋转机构可以通过改变清扫刷的角度实现清扫力度的调整。
4、转动连接的刮板用于将粉末刮平，同时通过电机调整刮板角度，可以实现对每层粉末厚度的调整。
5、集粉机构可以实现对粉末的回收，降低浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构总图；
图2是着色层的结构示意图；
图3是定位器的结构示意图；
图4是图1中A处的局部放大图；
图5是实施例2的扫描镜的结构示意图；
图6是实施例2扫描镜的侧视图。
图中：1、机座；2、连接架；3、热床；4、滑套机构；5、驱动丝杠；6、主步进电机；7、丝套；8、撒粉移动滑轨；9、撒粉杆；10、清扫刷；11、刮板；12、撒粉口；13、叠加架；14、支撑架；15、不锈钢面板；16、加热片；17、X轴移动滑轨；18、Y轴移动滑轨；19、着色喷头；20、连接外框；21、步进电机C；22、连接内框；23、步进电机D；24、聚焦透镜组；25、连接架；26、连接杆；27、万向球头机构。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1~4所示，本发明为一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，包括机座、粉末添加层、着色层和激光固化器；在机座外围设置有用于给本一体机提供密封空间的密封仓；其中在所述机座的底部通过一个滑套机构连接有热床，热床通过一个Z轴直线移动机构进行移动驱动，在所述热床的表面设置有一个不锈钢面板，在所述不锈钢面板的背部设置有加热片；所述Z轴直线移动机构包括一个驱动丝杠，在所述热床上固定有一个与驱动丝杠螺纹连接的丝套，所述丝杠通过一个主步进电机驱动旋转，所述滑套机构包括一个外套和一个内套，内套和外套之间滑动连接，外套和内套之间通过滑动键槽机构进行周向限位；在所述机座外围通过连接架连接有粉末添加层，所述粉末添加层包括一个粉末添加器，粉末添加器通过撒粉移动滑轨连接到连接架上；在所述粉末添加层上部设置着色层，着色层通过叠加架连接到粉末添加层上部；所述着色层包括一个着色喷头，所述着色喷头通过X、Y轴移动轨机构连接到叠加架上，所述X、Y轴移动机构包括一个X轴移动滑轨和Y轴移动滑轨，X轴移动滑轨固定在叠加架上，Y轴移动滑轨连接于X轴移动滑轨的滑块X上，所述着色喷头连接于Y轴移动滑轨的滑块Y上；在所述叠加架上通过支撑架连接激光固化器，激光固化器包括激光源以及用于对激光源的激光进行导向的扫描镜，扫描镜通过定位器连接到支撑架上，所述定位器包括一个连接外框，连接外框通过旋转轴C连接到支撑架上，在支撑架上通过步进电机C驱动旋转轴C转动，在所述连接外框内连接有一个连接内框，在连接外框中部通过旋转轴D于连接内框连接，在连接外框上固定有步进电机D，通过步进电机D驱动旋转轴D转动，在连接内框中部设置有聚焦透镜组，激光源通过柔性导光件连接聚焦透镜组；所述粉末添加器包括一个撒粉杆，撒粉杆的横向两端均连接到撒粉移动滑轨上，在撒粉杆的底部设置有条形的撒粉口，撒粉口通过输出风机连接到料斗上；
在撒粉杆的横向一侧还连接有一个清扫刷，所述清扫刷的轴线与撒粉杆的轴线平行，所述清扫刷上连接有一个与之轴线平行的转轴A，清扫刷通过前述的转轴A连接到撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴A转动的驱动电机A；在所述撒粉杆上还设置有一个刮板，刮板上同轴设置有转轴B，转轴B转动连接于撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴B转动的驱动电机B；
在所述热床的横向一侧设置有一个集粉桶，集粉桶的开口为长条形且与撒粉杆轴线平行，集粉桶的底部连接有集粉管，集粉管通过风机连接到料筒上。
使用时，首先通过主步进电机，将热床回位，同时通过撒粉杆的移动对不锈钢面板进行清洁，同时，利用风机的驱动使得食品粉末均匀的撒布到热床的不锈钢面板上，此时还通过刮板将粉末表面刮平，同时保证粉末一定的致密性；而后启动激光固化器的激光源，通过扫面镜的X、Y轴摆动，使得激光可以对不锈钢面板上不同位置的食品粉末进行固化，固化完成后，撒粉杆反向移动回位，通过刮板将每一层固化后的食品粉末铲平，同时利用清扫刷，扫除多余的粉末，使得粉末移动到集粉桶实现回收；之后，在撒粉杆回位完成后，通过着色喷头对每层固化的食品粉末进行喷墨着色，所使用的墨水为使用色素，待着色完成后，回到最初步骤，此时热床向下移动，进行第二层的固化和着色；本结构的聚焦透镜组可以更换为三棱镜实现导向。
实施例2
本结构的扫描镜还可以使用摆动透镜进行驱动，摆动透镜包括一个连接架，连接架中部设置聚焦透镜组，连接架四周设置有四组连接杆，连接杆端部通过万向球头结构连接到支撑架上，在万向球头机构上连接有直线步进电机，通过各直线步进电机的移动实现镜片的摆动；本结构的聚焦透镜组可以更换为三棱镜实现导向。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：包括机座、粉末添加层、着色层和激光固化器；其中在所述机座的底部通过一个Z轴直线移动机构连接有热床；在所述机座外围通过连接架连接有粉末添加层，所述粉末添加层包括一个粉末添加器，粉末添加器通过撒粉移动滑轨连接到连接架上；在所述粉末添加层上部设置着色层，着色层通过叠加架连接到粉末添加层上部；所述着色层包括一个着色喷头，所述着色喷头通过X、Y轴移动轨机构连接到叠加架上；在所述叠加架上通过支撑架连接激光固化器，激光固化器包括激光源以及用于对激光源的激光进行导向的扫描镜，扫描镜通过定位器连接到支撑架上；所述粉末添加器包括一个撒粉杆，撒粉杆的横向两端均连接到撒粉移动滑轨上，在撒粉杆的底部设置有条形的撒粉口，在撒粉杆的横向一侧还连接有一个清扫刷，所述清扫刷的轴线与撒粉杆的轴线平行。
2.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：所述Z轴直线移动机构包括一个驱动丝杠，在所述热床上固定有一个与驱动丝杠螺纹连接的丝套，所述丝杠通过一个主步进电机驱动旋转。
3.如权利要求2所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：所述机座的底部与热床之间通过滑套机构进行导向连接，所述滑套机构包括一个外套和一个内套，内套和外套之间滑动连接，外套和内套之间通过滑动键槽机构进行周向限位。
4.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：所述X、Y轴移动机构包括一个X轴移动滑轨和Y轴移动滑轨，X轴移动滑轨固定在叠加架上，Y轴移动滑轨连接于X轴移动滑轨的滑块X上，所述着色喷头连接于Y轴移动滑轨的滑块Y上。
5.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：所述清扫刷上连接有一个与之轴线平行的转轴A，清扫刷通过前述的转轴A连接到撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴A转动的驱动电机A。
6.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：在所述撒粉杆上还设置有一个刮板，刮板上同轴设置有转轴B，转轴B转动连接于撒粉杆上，在撒粉杆上设置有一个用于驱动转轴B转动的驱动电机B。
7.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：所述定位器包括一个连接外框，连接外框通过旋转轴C连接到支撑架上，在支撑架上通过步进电机C驱动旋转轴C转动，在所述连接外框内连接有一个连接内框，在连接外框中部通过旋转轴D于连接内框连接，在连接外框上固定有步进电机D，通过步进电机D驱动旋转轴D转动，在连接内框中部设置有聚焦透镜组，激光源通过柔性导光件连接聚焦透镜组；其中连接内框和连接外框的摆动轴线互相垂直。
8.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：在所述基座的外部设置有一个密封仓，在所述热床的横向一侧设置有一个集粉桶，集粉桶的开口为长条形且与撒粉杆轴线平行，集粉桶的底部连接有集粉管，集粉管通过风机连接到料筒上。
9.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：在所述热床的表面设置有一个不锈钢面板，在所述不锈钢面板的背部设置有加热片。
10.如权利要求1所述的一种糕点用逐层粉末3D打印着色一体机，其特征是：定位器包括一个连接架，连接架中部设置聚焦透镜组，连接架四周设置有四组连接杆，连接杆端部通过万向球头结构连接到支撑架上，在万向球头机构上连接有直线步进电机，通过各直线步进电机的移动实现镜片的摆动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180330 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |