CN113439865A - 一种蠕动泵式3d打印喷头及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蠕动泵式3D打印喷头，其特征在于，采用蠕动泵作为物料的挤出部件，物料进料后经所述蠕动泵挤压输送至喷头喷出，其用于巧克力等流质食材3D打印机的上料、加热、保温、挤出，是食材3D打印机的核心部件。本发明的有益效果在于：1、能够实现物料的连续进料打印，大大提高打印效率；2、物料在封闭的软管中运行挤出，不与工作件发生直接接触，相比现有的食品3D打印机更加卫生安全；3、送料过程中物料通过加热装置持续加热保温，省去了提前预热时间；4、料桶的更换简单，并可彻底清洗，降低了设备维护成本，提高设备的卫生安全。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于流质食材诸如巧克力等的蠕动泵式3D打印喷头及其应用。
背景技术
3D打印技术诞生于上世纪90年代中期，其实质是层层叠加的快速成型装置。这一技术如今在多个领域得到应用，人们用它来制造食物、服装鞋帽、建筑模型、汽车、人体骨骼和血管等等。
近年来，一些国家的研究人员不约而同地研发食物打印机，市场上现有的食品打印机通常采用三种技术路线：一种是采用推杆式装置，用推杆将耗材从料筒中推出；第二种是螺杆式，利用螺杆旋转将耗材挤出；第三种采用齿轮泵结构将耗材挤出。上述几种食材打印机，存在以下缺点：
1、推杆式打印的食材容量有限，不能连续打印，每次换料后需要重新加热，效率比较低；
2、螺杆式和齿轮泵结构的拆卸清洗比较复杂，机器维护保养困难；
3、上述三种打印结构，耗材和挤出机构之间均有不同程度的接触，特别是螺杆式和齿轮泵式结构，无法保证设备运行中耗材的卫生安全。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种蠕动泵式3D打印喷头，既能够实现食材的连续打印，又能保证食材在打印过程中的卫生安全。
针对上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种蠕动泵式3D打印喷头，其特征在于，采用蠕动泵作为流质物料的挤出部件，物料进料后经所述蠕动泵挤压输送至喷头喷出。
进一步的，还包括加热装置和进料机构，所述进料机构、所述蠕动泵和所述喷头依次连通，物料进入所述进料机构后，由所述加热装置加热，再经所述蠕动泵挤压输送至所述喷头。
进一步的，所述进料机构包括由导热材料制成的料桶，所述料桶上设置加热元件，所述加热装置通过所述加热元件对所述料桶进行加热。
进一步的，所述蠕动泵的泵头由导热材料制成，所述加热装置连接所述泵头进行加热。
进一步的，所述喷头由导热材料制成，所述加热装置连接所述喷头进行加热。
进一步的，所述进料机构、所述蠕动泵和所述喷头均安装于安装座上，所述加热装置包括电加热棒，所述进料机构、所述蠕动泵的泵头、所述喷头和所述安装座均由导电材料制成，所述进料机构、所述泵头和所述喷头均通过所述安装座电性连接所述电加热棒。
进一步的，所述安装座上设置导向机构，所述喷头活动安装于所述导向机构上且传动连接喷头驱动装置。
进一步的，所述蠕动泵的速度可调。
进一步的，所述进料机构包括料桶和加热膜，所述加热膜电性连接所述安装座，所述电加热棒通过所述加热膜加热所述料桶，且所述料桶为可拆卸式安装。
进一步的，所述加热膜呈环形结构套设于所述料桶的外围，所述料桶可拆卸地卡设于所述加热膜内部，所述料桶由不锈钢制成，所述加热膜可由铝材制成，所述加热膜通过所述安装座电性连接所述电加热棒对所述料桶进行加热，以实现食材物料的预热，同时料桶可方便地拆卸进行清洗维护。
本发明的第二个目的是提供上述蠕动泵式3D打印喷头的应用，其特征在于，利用所述3D打印喷头实现流质食材物料的3D打印。
本发明的有益效果在于：1、能够实现物料的连续进料打印，大大提高打印效率；2、物料进料后全程在封闭式软管中运行、挤出，不与工作件发生直接接触，相比现有的食品3D打印机更加卫生安全；3、送料过程中物料通过加热装置持续加热保温，省去了提前预热时间；4、料桶的更换简单，并可彻底清洗，降低了设备维护成本，提高设备的卫生安全。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术特征和优点作更详细的说明较，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施方式是一种蠕动泵式3D打印喷头，其用于巧克力等流质食材3D打印机的上料、加热、保温、挤出，是食材3D打印机的核心部件，本发明的一个创新点在于：其采用蠕动泵作为流质物料的挤出部件，实现食材的连续、自动送料，相比传统的食材打印喷头，能够大大提高食材打印的效率，同时由于可以实现连续上料，无需采用人工上料，使整个打印过程更加清洁卫生。
请参阅图1～2，本发明实施例的蠕动泵式3D打印喷头，其具体包括：安装板5，安装板5上布置有料罐1、蠕动泵和喷头9，料桶1由不锈钢制成，用于食材的上料；料桶1外围设有铝质的加热罩2，其用于加热食材，保证食材的流动性；料桶1的底部设置出料口101，出料口101通过进料软管3连通蠕动泵的入口，蠕动泵的出口通过出料软管7连通喷头9，实现出料挤出。蠕动泵包括作为驱动器的步进电机11、挤出机构及用于输料的软管，其中挤出机构又包括固定于安装板5上的主体4和主体4内部作为转子的三角盘6，在本发明的其他实施方式中，转子也可以根据实际需要更换为其他多角盘，比如六角盘等；软管布置于主体4和三角盘6之间，三角盘6传动连接步进电机11，通过其转动挤压软管，利用压力差实现物料的推送。其中，步进电机11的速度可调节，从而可以适应不同的打印需求。
喷头9通过喷头安装架8活动安装于安装板5上，本发明的另一个创新点在于：主体4、喷头9、喷头安装架8、加热罩2和安装板5均由金属导电材料制成，安装板5上设置电加热棒10，电加热棒10可以通过安装板5与加热罩2、主体4及喷头支架8实现热传导，通过电加热棒10对上述部件进行加热，使食材在输送的过程中保持适合的温度，充分保证食材在输送过程中的流动性，不会由于凝固导致料管或喷头9的堵塞。
本发明的料桶1可连通物料实现连续上料打印，食材全程密闭式输送，不会接触外界环境导致污染，也无需人工介入，提高打印效率的同时也大大提高了卫生性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种蠕动泵式3D打印喷头，其特征在于，采用蠕动泵作为流质物料的挤出部件，物料进料后经所述蠕动泵挤压输送至喷头喷出。
2.根据权利要求1所述的3D打印喷头，其特征在于，进一步还包括加热装置和进料机构，所述进料机构、所述蠕动泵和所述喷头依次连通，物料进入所述进料机构后，由所述加热装置加热，再经所述蠕动泵挤压输送至所述喷头。
3.根据权利要求2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述进料机构包括由导热材料制成的料桶，所述料桶上设置加热元件，所述加热装置通过所述加热元件对所述料桶进行加热。
4.根据权利要求2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述蠕动泵的泵头由导热材料制成，所述加热装置连接所述泵头进行加热。
5.根据权利要求2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述喷头由导热材料制成，所述加热装置连接所述喷头进行加热。
6.根据权利要求2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述进料机构、所述蠕动泵和所述喷头均安装于安装座上，所述加热装置包括电加热棒，所述进料机构、所述蠕动泵的泵头、所述喷头和所述安装座均由导电材料制成，所述进料机构、所述泵头和所述喷头均通过所述安装座电性连接所述电加热棒。
7.根据权利要求6所述的3D打印喷头，其特征在于，所述安装座上设置导向机构，所述喷头活动安装于所述导向机构上且传动连接喷头驱动装置。
8.根据权利要求1或2所述的3D打印喷头，其特征在于，所述蠕动泵的速度可调。
9.根据权利要求6所述的3D打印喷头，其特征在于，所述进料机构包括料桶和连接所述料桶的加热膜，所述加热膜电性连接所述安装座，所述电加热棒通过所述加热膜加热所述料桶，所述料桶可拆卸安装。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的蠕动泵式3D打印喷头的应用，其特征在于，利用所述3D打印喷头实现流质食材物料的3D打印。
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