CN211091838U - 一种内加热式食品3d打印挤料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种内加热式食品3D打印挤料装置，涉及食品3D打印的挤料装置技术领域，包括料筒、套设于料筒上的筒状的加热筒、包裹于料筒表面并位于料筒与加热筒之间的加热膜、安装于所述料筒内的活塞结构、以及与活塞结构连接的驱动机构；所述驱动机构控制活塞结构沿料筒的内壁轴向运动；所述加热筒的底部开设有孔，所述料筒的底部设有喷嘴，喷嘴通向所述孔。本实用新型打印挤料装置采用内加热式，将热量直接传递给料筒，提高导热效率，使食品原料的加热效果好，同时，由于在料筒表面（加热筒内）包裹一层加热膜，可以使整个料筒受热均匀，提高打印精度。

Description

一种内加热式食品3D打印挤料装置

技术领域

本实用新型涉及一种食品3D打印的挤料装置，尤其涉及一种内加热式食品3D打印挤料装置。

背景技术

现如今，3D 打印机不仅在制造业和生物医学领域有许多重要的应用，而且在食品领域的应用已逐渐走向成熟，例如 3D 巧克力打印机，能直接快速制作任意式样的个性化巧克力食品。

目前，现有技术中3D食品打印机的打印挤料装置，开始采用活塞注射的结构形式进行挤料，如申请号为CN201310606370.5的专利，公开了一种3D食品打印机，其技术方案为 ：这种3D食品打印机包括喷头、X轴驱动系统、Y 轴驱动系统、Z 轴驱动系统、工作台、机身和计算机控制系统，其中采用了料斗储料－螺杆挤压式喷头，这种打印机的料斗较大，可以储存较大数量的巧克力原料，并且可在打印机运行过程中，方便地将巧克力加入料斗，及时补充原料，也无需预先将巧克力加热熔融，因此可连续制作巧克力食品。

另外另一申请号为CN201420060258.6的专利，公开了一种巧克力3D打印机及其巧克力挤出装置，包括安装板；安装在其上的巧克力容器；设置在巧克力容器一端的喷头，其与巧克力容器连通；密封内置于在另一端，且能够沿巧克力容器轴线方向运动的活塞；与活塞相连的丝杠；与丝杠配合的丝杠螺母；与丝杠螺母相连，用于驱动丝杠沿其轴向往复运动的驱动电机；呈圆管状套设在巧克力容器外表面，且用于对巧克力进行恒温加热的恒温加热装置；用于对巧克力进行冷却定型的冷却装置。

上述现有的食品3D打印的挤料装置，都存在一个共同的缺陷：加热装置设置在料筒外部，导致加热的效率不高。另外，加热装置仅仅是安装于料筒的其中一段上，因此料筒中的食品原料存在受热不均匀的现象。

基于此，做出本申请。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种内加热式食品3D打印挤料装置，加热效率高，食品原料受热均匀。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种内加热式食品3D打印挤料装置，包括料筒、套设于料筒上的筒状的加热筒、包裹于料筒表面并位于料筒与加热筒之间的加热膜、安装于所述料筒内的活塞结构、以及与活塞结构连接的驱动机构；所述驱动机构控制活塞结构沿料筒的内壁轴向运动；所述加热筒的底部开设有孔，所述料筒的底部设有喷嘴，喷嘴通向所述孔。

作为优选，为了使挤料更加精确，所述喷嘴连接有一挤出头，所述挤出头的底端延伸出所述加热筒底部的孔。

作为优选，为了防止挤出头堵头，保证顺畅出料，所述挤出头上套设有一加热环。

作为优选，为了防止食品原料从柱塞头处泄露至活塞结构的上部，所述活塞结构包括柱塞头和固定套设于柱塞头上的密封塞，密封塞与所述料筒的内壁密封。

作为优选，为了精确控制出料的速度，所述驱动机构采用贯穿丝杆电机，贯穿丝杆电机的丝杆的一端与所述活塞结构固定。

作为优选，为了使拆卸安装更加方便，所述加热筒的顶部安装有一卡座，卡座的外壁设有若干弧形卡槽，加热筒的顶部内壁上分布有若干凸起，弧形卡槽与凸起通过旋转配合固定，形成可拆卸的旋转卡扣结构。

作为优选，为了提高挤料装置整体的稳定性，所述料筒的底部与加热筒的底部之间设有垫块。

作为优选，所述卡座的顶部固定有一安装所述驱动机构的转接架，用于通过转接架直接安装在3D打印机上。

本实用新型的工作原理：驱动机构（贯穿电机的丝杆）驱动活塞沿料筒轴向运动，采用活塞结构将料筒内的食品原料从喷嘴沿挤出头挤出，通过丝杆配合活塞结构挤料，使挤料更加精确，同时在料筒表面（加热筒内）包裹一层加热膜，即采用内加热式，将热量直接传递给料筒，使食品原料的加热效果好。

本实用新型能实现如下技术效果：

（1）本实用新型打印挤料装置采用内加热式，将热量直接传递给料筒，提高导热效率，使食品原料的加热效果好，同时，由于在料筒表面（加热筒内）包裹一层加热膜，可以使整个料筒受热均匀，提高打印精度。

（2）本实用新型打印挤料装置由于采用内加热式，因此整体结构简洁，不拖泥带水。

（3）本实用新型采用旋转卡扣，保证安装牢固的同时，使拆卸更加方便，从而使上料更加方便。

附图说明

图1为本实施例一种内加热式食品3D打印挤料装置的整体结构示意图一；

图2为本实施例一种内加热式食品3D打印挤料装置的整体结构示意图二；

图3为本实施例一种内加热式食品3D打印挤料装置的俯视图；

图4为图4 中A-A的剖视图；

图5为本实施例一种内加热式食品3D打印挤料装置的结构爆炸图。

标注说明：加热筒1，料筒2，喷嘴21，挤出头3，加热膜4，贯穿电机5，丝杆51，转接架52，卡座6，弧形卡槽61，活塞结构7，柱塞头71，密封塞72，加热环8，垫块9。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1至图5所示，本实施例的一种内加热式食品3D打印挤料装置，包括料筒2、套设于料筒2上的筒状的加热筒1、包裹于料筒2表面并位于料筒2与加热筒1之间的加热膜4、安装于料筒2内的活塞结构7、以及与活塞结构7连接的驱动机构；驱动机构控制活塞结构7沿料筒2的内壁轴向运动；加热筒1的底部开设有孔，料筒2的底部设有喷嘴21，喷嘴21通向孔。驱动机构驱动活塞沿料筒2轴向运动，采用活塞结构7将料筒2内的食品原料挤出，使挤料更加精确。采用内加热式，将热量直接传递给料筒2，提高导热效率，使食品原料的加热效果好，同时，由于在料筒2表面（加热筒1内）包裹一层加热膜4，可以使整个料筒2受热均匀，提高打印精度。本实施例中的料筒2为一个常见的塑料针筒，具有塑料针筒所具有的结构。另外本实施例所采用的加热膜4为现有技术，可以采用从市场上采购的聚酰亚胺（PI）加热膜。

本实施例优选的，喷嘴21连接有一挤出头3，挤出头3的底端延伸出加热筒1底部的孔。挤出头3起到延伸料筒2内的喷嘴21的作用，挤出头3可以根据需要做成不同的尺寸和内径，可以根据打印需要更换挤出头3，食品原料通过延伸出加热筒1底部的挤出头3将食品原料挤出，使挤料更加精确。本实施例挤出头3采用金属材质，可以提高导热效率，采用不锈钢鲁尔接头，上部与料筒的喷嘴旋紧。鲁尔接头(Luer taper)是一种标准化的微量无渗接头，密封较好。

本实施例优选的，挤出头3上套设有一加热环8。加热环8用于对挤出头3进行加热，使其头部的温度高于料筒2，防止挤出头3产生堵头的现象，保证顺畅出料。本实施例中配置一独立的温控系统，用于控制加热膜和加热环，即独立的PID温控模块，该PID温控模块为现有技术，安装于转接架52上，可以不改变原有FDM主板，方便即插即用。本实施例加热环8采用陶瓷加热环（MCH），MCH是Metal Ceramics Heater的缩写，意思是金属陶瓷发热体。MCH是指将金属钨或者钼锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92～96％的氧化铝流延陶瓷生坯上，经过热压叠层，然后在1600℃左右还原气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体，具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点，而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质，符合欧盟RoHS等环保要求。 别名：MCH发热片，MCH陶瓷发热片，金属陶瓷发热片，氧化铝陶瓷发热片，HTCC陶瓷发热元件，HTCC陶瓷发热元件发热组件，是一种现有的市场上可采购的元件。

本实施例优选的，活塞结构7包括柱塞头71和固定套设于柱塞头71上的密封塞72，密封塞72与料筒2的内壁密封。可以防止食品原料从柱塞头71处泄露至活塞结构7的上部，防止丝杆51上沾染食品原料，从而避免食品原料进入电机内部影响电机寿命。

本实施例优选的，驱动机构采用贯穿电机5，贯穿电机5的丝杆51的一端与活塞结构7固定。采用贯穿电机5，可以精确地控制活塞结构7的轴向运动距离，通过改变电机的转速，改变出料的速度。

本实施例优选的，加热筒1的顶部安装有一卡座6，卡座6的外壁设有若干弧形卡槽61，加热筒1的顶部内壁上分布有若干凸起，弧形卡槽61与凸起通过旋转配合固定，形成可拆卸的旋转卡扣结构。本实施例采用四个弧形卡槽61，同时在加热筒1顶部内壁上的相应位置设置四个圆型的凸起，凸起的尺寸与弧形卡槽61相匹配，配合时，将凸起对准弧形卡槽61底部后旋转加热筒1，使凸起旋入弧形卡槽61的顶部，从而实现固定。当需要拆卸时，反向旋转加热筒1，使凸起从弧形卡槽61的顶部滑至底部。采用旋转卡扣，保证安装牢固的同时，使拆卸更加方便，从而使上料更加方便。

本实施例优选的，料筒2的底部与加热筒1的底部之间设有垫块9，用于将料筒2限位固定，防止活塞结构7在触碰料筒2底部时，料筒2受力脱开，提高挤料装置整体的稳定性。

本实施例优选的，卡座6的顶部固定有一安装驱动机构的转接架52。可以设计不同的电机转接架52，以适配市场上现有的不同的FDM打印机机型。

另外本实施例采用PID加热温度控制，以提高控温精度。

以上内容是结合本实用新型的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：包括料筒、套设于料筒上的筒状的加热筒、包裹于料筒表面并位于料筒与加热筒之间的加热膜、安装于所述料筒内的活塞结构、以及与活塞结构连接的驱动机构；所述驱动机构控制活塞结构沿料筒的内壁轴向运动；所述加热筒的底部开设有孔，所述料筒的底部设有喷嘴，喷嘴通向所述孔。

2.如权利要求1所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述喷嘴连接有一挤出头，所述挤出头的底端延伸出所述加热筒底部的孔。

3.如权利要求2所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述挤出头上套设有一加热环。

4.如权利要求1所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述活塞结构包括柱塞头和固定套设于柱塞头上的密封塞，密封塞与所述料筒的内壁密封。

5.如权利要求1所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述驱动机构采用贯穿丝杆电机，贯穿丝杆电机的丝杆的一端与所述活塞结构固定。

6.如权利要求1所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述加热筒的顶部安装有一卡座，卡座的外壁设有若干弧形卡槽，加热筒的顶部内壁上分布有若干凸起，弧形卡槽与凸起通过旋转配合固定，形成可拆卸的旋转卡扣结构。

7.如权利要求1所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述料筒的底部与加热筒的底部之间设有垫块。

8.如权利要求6所述的一种内加热式食品3D打印挤料装置，其特征在于：所述卡座的顶部固定有一安装所述驱动机构的转接架。

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