KR102582945B1 - 3d 푸드 프린터용 시린지 - Google Patents

3d 푸드 프린터용 시린지 Download PDF

Info

Publication number
KR102582945B1
KR102582945B1 KR1020210021237A KR20210021237A KR102582945B1 KR 102582945 B1 KR102582945 B1 KR 102582945B1 KR 1020210021237 A KR1020210021237 A KR 1020210021237A KR 20210021237 A KR20210021237 A KR 20210021237A KR 102582945 B1 KR102582945 B1 KR 102582945B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
syringe
food
unit
screw shaft
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020210021237A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220117956A (ko
Inventor
이산홍
이일락
김화정
이상훈
Original Assignee
(주)엘에스비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엘에스비 filed Critical (주)엘에스비
Priority to KR1020210021237A priority Critical patent/KR102582945B1/ko
Publication of KR20220117956A publication Critical patent/KR20220117956A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102582945B1 publication Critical patent/KR102582945B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20—Extruding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20—Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20—Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • A23P20/25—Filling or stuffing cored food pieces, e.g. combined with coring or making cavities
    • A23P2020/253—Coating food items by printing onto them; Printing layers of food products
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명에서는 3D 푸드 프린터용 시린지에 대하여 개시한다. 본 발명의 3D 푸드 프린터용 시린지는, 내부에 음식물을 저장하는 시린지부(400)와, 음식물을 아래쪽으로 밀어주는 가압부(300)와, 작은 구멍을 통해 음식물을 출력하는 노즐부(900)를 포함한다. 가압부(300)는 시린지부의 내부에 상하로 설치되는 스크류 형태의 나사축(390)과, 나사축과 결합하여 시린지부 내측면에 밀착하여 상하로 이동하도록 수평으로 설치되는 플레이트(350)를 포함하여 적은 공간에서 시린지부(400)에 많은 음식물을 저장할 수 있다. 또한, 히터가 삽입되는 노즐부(900)를 자석을 이용하여 시린지부(400)에 착탈식으로 결합시켜서 분해 결합 및 세척을 용이하게 할 수 있다.

Description

3D 푸드 프린터용 시린지{Syringe for 3D Food Printer}
본 발명은 3D 푸드 프린터용 시린지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물을 가압하는 플레이트를 나사축의 회전에 의해 상하로 이동시켜서 간단하면서도 많은 양의 음식물을 보관할 수 있으며, 히터가 결합된 노즐을 자석 결합으로 분해 조립할 수 있어서 노즐 부위의 세척을 용이하게 할 수 있는 3D 푸드 프린터용 시린지에 관한 것이다.
3D프린터는 소재를 미량씩 분출하고 경화시켜서 3차원적인 모델을 제작하는 프린터로, 복잡한 형태의 물체도 손쉽게 제작할 수 있는 장점이 있으나, 종래에는 출력에 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 소요되어 시제품의 목업 등에만 제한적으로 사용되었다. 최근 손쉽게 사용할 수 있는 재료 압출식 3D프린터의 보급이 늘고, 모델링 프로그램의 보급으로 일반인들에게도 많은 관심을 받고 있으며, 실생활에도 점점 활용이 늘고 있다.
3D프린터에 사용되는 재료는 ABS수지와 PLA(폴리젖산)와 같은 플라스틱 재료가 주로 사용되었으나, 최근에는 3D프린터의 용도가 건축 및 음식과 같이 다양한 분야로 확장됨에 따라, 건축자재 및 음식물을 사용한 3D프린터가 보급되고 있다.
3D 푸드 프린터는 음식물을 사용한 3D프린터로, 주로 사탕, 초콜릿, 케이크 등의 과자류를 만드는데 사용되며, 그밖에 피자 등의 반죽류, 유제품 등에 사용된다. 가장 흔하게 사용되는 3D 푸드 프린터는 음식물 재료를 녹여서 노즐을 통해 얇게 층층이 쌓아 올리는 압출적층조형(Fused Deposition Modeling; FDM)방식을 사용하여 프린팅한다.
3D 푸드 프린터는 음식을 재료로 사용하므로, 위생 및 세척이 중요하다. 또한 다양한 음식을 만들기 위해, 각각의 재료를 별도로 보관하거나 교체할 필요가 있다. 따라서 원재료인 음식물 보관용기를 손쉽게 교환할 수 있도록 설계할 필요가 있다.
등록특허공보 제10-1733884호 “3D 프린터”(2017년04월28일 등록)에서는 프린팅 재료로서 용융된 액체 상태의 원료액을 냉각하여 디자인된 조형물을 만드는 3D 프린터를 개시한다. 이를 위해 3D 프린터는 압출기 몸체와, 프린팅 소재가 투입되는 수용기와, 프린팅 소재를 토출하는 노즐과, 압출기를 이동시키는 LM 가이드와, 원료액을 냉각하여 고형화시키는 온도 조절장치를 포함한다.
등록특허공보 제10-1810455호 “식품 3D프린터”(2017년12월13일 등록)에서는 식재료를 사용하여 3D 모델을 만들 수 있는 식품 3D프린터를 개시한다. 레일을 따라 X축, Y축, Z축 방향으로 동작하는 헤드와, 헤드에 설치되고 내부에 저장된 식재료를 분출하여 상기 조형판 위에 3D 모델을 형성하는 분출부와, 분출부에 압력을 제공하여 식재료가 분출되도록 하는 가압부를 포함한다. 분출부는 가압부에 연결되는 배럴과, 배럴 내부에 설치되어 가압부의 압력에 의해 하측으로 움직이는 피스톤과, 내부에 식재료가 저장되는 카트리지로 구성된다. 식재료는 하측으로 움직이는 피스톤에 의해 카트리지로부터 가압 분출되어, 설치와 분리를 용이하게 할 수 있고 다양한 음식을 용이하게 만들 수 있는 효과가 있다.
등록특허공보 제10-2072753호 “3D프린터 토출시스템”(2020년01월28일 등록)에서는 카트리지의 교체가 용이하도록 삽입하고, 가압수단 및 가압튜브를 통해 카트리지가 장착된 토출수단을 가압하여 카트리지의 원료를 토출시키는 3D프린터 토출시스템을 개시한다.
등록특허공보 제10-2195752호 “호퍼 타입 3D 프린터”(2020년12월21일 등록)에서는 스크류 타입 압출기를 모듈 형태로 개발하여, 탈부착이 용이하여 쉽게 유지 보수가 가능한 호퍼 타입 3D 프린터를 개시한다. 호퍼 타입 3D 프린터는 3방향으로 움직일 수 있는 홀더 및 홀더에 장착되는 압출기를 포함하고, 압출기는 호퍼, 스크류, 모터, 노즐을 포함하여, 모터의 회전에 의해 스크류가 회전하고, 스크류의 회전에 의해 호퍼의 원자재가 노즐부로 토출된다.
등록특허공보 제10-1733884호 “3D 프린터”(2017년04월28일 등록) 등록특허공보 제10-1810455호 “식품 3D프린터”(2017년12월13일 등록) 등록특허공보 제10-2072753호 “3D프린터 토출시스템”(2020년01월28일 등록) 등록특허공보 제10-2195752호 “호퍼 타입 3D 프린터”(2020년12월21일 등록)
본 발명의 목적은, 간단하면서도 적은 공간에 더 많은 양의 원재료를 담을 수 있는 3D 푸드 프린터용 시린지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 착탈이 용이하고 노즐부위의 세척이 용이한 3D 푸드 프린터용 시린지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 음식물의 온도제어가 용이한 3D 푸드 프린터용 시린지를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 하나의 양태에 따르면, 음식물을 토출하여 음식물의 입체적인 형상을 만드는 3D 푸드 프린터용 시린지에 있어서, 내부에 음식물을 저장하는 상하 단면적이 일정하게 형성된 저장공간을 구비하는 시린지 몸체(450)와, 상기 시린지 몸체의 상부에 형성되어 원재료인 음식물이 투입되는 투입구(410)와, 상기 시린지 몸체의 하부 중앙에 외부로 돌출되도록 형성되어 음식물이 토출되는 토출구(490)를 포함하는 시린지부(400); 상기 시린지 몸체(450)의 내부 중앙부에 상하로 설치되는 스크류 형태의 나사축(390)과, 상기 나사축에 결합하는 너트부(340)를 중앙부에 구비하고 상기 시린지 몸체(450) 내측면에 밀착하도록 수평으로 설치되어 음식물을 아래쪽으로 눌러주는 플레이트(350)를 포함하는 가압부(300); 상기 시린지 몸체(450) 상부에 위치하여 상기 나사축(390)을 지지하는 나사축 지지수단(250)과, 상기 나사축에 연결되는 커플링(230)을 포함하는 커플링부(200); 상기 커플링(230)과 연결되어 상기 나사축(390)을 회전시키는 모터(130)를 포함하는 구동부(100); 상기 시린지부(400) 외부에 위치하여 상기 시린지 몸체(450) 내부에 저장된 음식물의 온도를 일정하게 유지하는 가열부(500); 및 상기 시린지부의 토출구(490)와 결합하는 토출구 삽입홈(910)과, 상기 토출구 삽입홈과 연결되어 바닥면으로 관통하는 노즐 구멍(990)을 포함하는 노즐부(900);를 포함한다.
상기 시린지 몸체(450)는, 내측면에 수직으로 형성된 선형 돌기(430);를 더 포함하고, 상기 플레이트(350)는, 외주면에 상기 선형 돌기와 맞물려 결합하는 가이드 홈(330);을 더 포함할 수 있다.
상기 시린지부(400)는, 시린지 몸체(450) 하부에 형성되는 하부 요철(470); 및 상기 하부 요철 주위에 형성되며 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(480);을 더 포함하고, 상기 노즐부(900)는, 상기 시린지부의 하부 요철(470)과 맞물려 결합할 수 있는 상부 요철(970); 및 상기 시린지부의 자성체 홈(480)과 대응하는 위치에 형성되며 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(980);을 더 포함할 수 있다.
상기 노즐부(900)는, 상기 노즐부의 온도를 측정하는 온도센서를 장착할 수 있는 센서 수납홈(950); 및 상기 노즐부를 가열하는 히터를 장착할 수 있는 히터 수납홈(930);을 더 포함할 수 있다.
상기 가열부(500)는, 외부의 전력을 공급받아 시린지부(400)에 열을 공급하는 히터 코일(710); 상기 히터 코일(710) 외측에 위치하여 상기 히터 코일을 고정하는 히터 고정부재(810); 및 상기 히터 코일(710) 내측에 위치하여 상기 히터 코일을 고정하며, 상기 시린지부(400)로 상기 히터 코일의 열을 전달하는 시린지 고정부재(610);를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지는, 음식물을 가압하는 플레이트를 나사축의 회전에 의해 상하로 이동시키는 구조를 적용하여, 간단하면서도 적은 공간에 많은 양의 원재료를 담을 수 있다.
본 발명에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지는, 히터가 결합된 노즐을 자석 결합으로 분해 조립하여, 교체가 용이하고 노즐부위의 세척이 용이하다.
본 발명에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지는, 시린지와 노즐을 서로 다른 온도로 제어할 수 있어서, 음식물에 따른 적정 온도 조건을 쉽게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 시린지부를 분리하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 커플링부의 구성을 나타내는 사시도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 가압부와 시린지부의 구성을 나타내는 분해사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 시린지부와 노즐부의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 가열부의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지는 음식물을 토출하여 음식물의 입체적인 형상을 만드는 3D 푸드 프린터용 시린지이며, 구동부(100), 커플링부(200), 가압부, 시린지부, 가열부(500), 노즐부(900)를 포함한다. 도 1에서 가압부와 시린지부는 가열부(500) 내부에 위치한다.
구동부(100)는 외부와 연결되는 케이블(110)과 모터(130)를 포함한다. 모터(130)는 커플링부(200) 내의 커플링을 회전시킨다. 커플링은 가압부의 나사축과 연결되어, 모터를 회전시키면 나사축이 회전하게 된다.
시린지부는 내부에 음식물을 저장한다. 가압부는 시린지부 내부에 위치하여 구동부(100)의 모터의 회전력을 전달받아서 시린지부 내부에 저장된 음식물에 노즐부(900) 방향으로 압력을 가한다. 시린지부 내부에 저장된 음식물은 노즐부 중앙에 위치한 노즐 구멍(990)을 통해서 외부로 사출된다.
가열부(500)는 시린지부 외부에 위치하여 시린지부에 저장된 음식물의 온도를 일정하게 유지한다. 정밀한 3D프린팅을 위해서는 작은 노즐 구멍(990)을 통해서 사출하는 것이 유리하나, 작은 노즐 구멍(990)을 사용하는 경우 음식물에 의해서 노즐 구멍이 막히는 경우가 발생할 수 있다.
일반적으로 음식물의 온도를 상승시키면 음식물 내의 지방 성분의 유동성이 향상되어 음식물을 부드럽게 사출할 수 있다. 다만 너무 높은 온도에서는 단백질 변형 및 음식물을 구성하는 성분의 분리 현상이 발생할 수 있으므로, 각 음식물에 따라 적당한 온도 범위에서 가열하는 것이 바람직하다. 따라서 가열부(500)는 히터 코일(710) 뿐만 아니라 온도 센서를 포함하여 시린지부를 일정한 온도로 유지할 수 있다.
노즐부(900)에도 히터 수납홈(930)에 장착되는 히터를 구비하여, 가열부와 독립적으로 노즐부의 온도를 조절할 수 있다. 시린지부와 노즐부를 서로 다른 온도로 제어할 수 있으므로, 음식물에 따른 적정 온도 조건을 쉽게 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 시린지부를 분리하여 나타낸 분해사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지는 구동부(100), 커플링부(200), 가압부, 시린지부(400), 가열부(500), 노즐부(900)를 포함한다. 도 2에서 가압부는 시린지부(400)의 내부에 위치하고, 가열부(500)는 시린지부 외부에 별도로 도시하였다.
시린지부(400)는 시린지 몸체(450)와, 시린지 몸체의 상부에 형성된 투입구(410)와, 시린지 몸체의 하부에 형성된 토출구(490)를 포함한다.
시린지 몸체(450)는 내부에 상하 단면적이 일정하게 형성된 음식물 저장공간을 구비하여 3D프린팅할 음식물을 저장한다. 투입구(410)는 시린지 몸체의 상부에 형성되어 원재료인 음식물을 시린지 몸체의 저장공간에 투입할 수 있다. 토출구(490)는 시린지 몸체의 하부 중앙에 외부로 돌출되도록 형성되고, 상부로부터 압력을 받은 음식물이 토출될 수 있다.
가열부(500)는 시린지부(400) 외부에 위치하여 시린지부로 열을 공급한다. 가열부에서 공급된 열에 의하여 시린지 몸체(450) 내부에 저장된 음식물은 일정한 온도를 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 커플링부의 구성을 나타내는 사시도 및 측면도이다. 도 3(a)는 커플링부(200)를 하부에서 상부를 향해 올려본 사시도이고, 도 3(b)는 측면에서 바라본 측면도이다.
커플링부(200)는 커플링 케이스(210), 커플링(230), 나사축 지지수단(250)을 포함하여, 구동부(100)에서 발생하는 회전력을 시린지부(400) 내의 가압부로 전달한다.
커플링(230)의 상부는 구동부의 모터(130)와 연결되고, 하부는 가압부의 나사축에 연결되어, 모터의 구동력을 나사축에 전달한다. 나사축 지지수단(250)은 시린지 몸체(450) 상부에 위치하여 시린지 몸체 내부의 나사축 상단을 지지한다.
커플링 케이스(210)는 상부에 구동부의 모터(130)를 결합하고, 하부에 나사축 지지수단(250)을 지지수단 고정구멍(290)을 이용하여 고정한다. 커플링 케이스(210)의 하부 중앙에는 나사축의 상단이 관통하는 나사축 구멍(270)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 가압부와 시린지부의 구성을 나타내는 분해사시도 및 측면도이다. 도 4(a)는 가압부와 시린지부를 분해하여 하부에서 상부를 향해 바라본 분해사시도이고, 도 4(b)는 가압부를 측면에서 바라본 측면도이다.
가압부(300)는 시린지부(400)의 내부에 삽입되며, 플레이트(350)와 나사축(390)을 포함한다. 나사축(390)은 나사축 상단(310)을 더 포함하고, 플레이트(350)는 가이드 홈(330), 너트부(340)를 더 포함할 수 있다.
나사축(390)은 스크류 형태를 하고, 시린지 몸체(450)의 내부 중앙부에 상하로 설치되어, 회전에 의해 플레이트(350)를 상하 이동시킨다. 나사축 상단(310)은 나사축 지지수단(250)에 의해 지지된다. 나사축(390)은 커플링(230)을 통해서 모터(130)에 연결되어, 모터의 회전에 의해 회전한다.
플레이트(350)는 시린지 몸체(450) 내측면에 밀착하도록 수평으로 설치되어 음식물을 아래쪽으로 눌러준다. 플레이트(350)는 나사축에 맞물려 결합하는 너트부(340)를 중앙부에 포함한다. 나사축(390)과 너트부(340)의 결합은 미끄럼 나사 결합을 사용할 수 있으나, 볼 스크류 결합을 사용하는 것이 바람직하다. 시린지 몸체(450) 내부 공간을 타원형 또는 다각형 단면을 가지도록 형성하고, 플레이트(350)를 시린지 몸체 내부의 다각형 단면에 맞추어 제작하면, 나사축(390)의 회전에 따라 플레이트(350)는 시린지 몸체를 따라 상하로 이동할 수 있다.
시린지 몸체(450) 내부 공간을 원형으로 제작하는 경우, 시린지 몸체(450) 내측면에 수직으로 선형 돌기(430)를 형성할 수 있다. 플레이트(350)는 외주면에 선형 돌기(430)와 맞물려 결합하는 가이드 홈(330)을 구비한다. 나사축(390)이 모터(130)의 구동력에 의해 회전하면, 플레이트(350)는 가이드 홈(330)이 시린지 몸체 내부의 선형 돌기(430)에 의해 시린지 몸체를 따라 상하로 이동하게 된다. 즉, 플레이트(350)는 가이드 홈(330)이 선형 돌기(430)와 맞물려 결합하므로, 나사축(390)의 회전운동을 상하의 선형운동으로 바꾸어, 플레이트(350)는 수평을 이루며 상하로 이동할 수 있다. 선형 돌기(430)와 가이드 홈(330)을 시린지 몸체의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 복수개 설치하면, 플레이트(350)를 수평을 이루고 안정적으로 상하이동할 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 플레이트(350)의 상면(360)은 평평하고, 하면(370)은 중앙부가 볼록한 테이퍼 형상을 하고 있다. 플레이트(350)의 중앙부 폭이 넓어서, 나사축(390)과 결합하는 너트부(340)의 폭을 확보할 수 있다. 플레이트(350)의 가장자리로 갈수록 폭을 줄이면 무게를 줄일 수 있고, 하강시에 중앙부가 아래쪽으로 볼록하므로, 토출구 쪽으로 원활하게 압력을 가할 수 있다.
가압부에 특허문헌 2와 같은 피스톤을 사용하는 경우, 시린지 위쪽에 피스톤 이동거리만큼의 추가적인 공간이 필요하다. 음식물 보관을 위해 시린지의 길이를 늘리는 경우, 피스톤의 이동거리도 더욱 커져서 3D 푸드 프린터의 내부 공간이 낭비될 수 있다.
가압부에 특허문헌 4와 같은 스크류를 사용하는 경우, 추가적인 공간을 차지하지는 않지만, 스크류 내의 공간에 균일한 온도와 밀도를 가진 재료가 꽉찬 상태를 유지할 때까지 불필요한 재료의 낭비와 시간 소요의 문제가 발생할 수 있다. 시린지와 스크류의 직경을 작게하면, 스크류 내에 보관하는 재료가 줄어들어 별도의 보관공간이 필요하며, 재료가 굳어서 스크류가 시린지에 고착되는 경우 분해가 어려워지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 음식물을 가압하는 플레이트(350)를 나사축(390)의 회전에 의해 상하로 이동시키는 간단한 구조를 이용하면서도 적은 공간에 많은 양의 원재료를 보관할 수 있다. 또한 시린지부의 내면은 플레이트 외주면에만 접하므로, 시린지의 교체도 용이한 장점이 있다. 이러한 효과들은 소형 3D 푸드 프린터 제조에 유리한 효과들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 시린지부와 노즐부의 구성을 나타내는 분해사시도이다. 도 5(a)는 시린지부와 노즐부를 분해하여 하부에서 상부를 향해 바라본 분해사시도이고, 도 5(b)는 시린지부와 노즐부를 분해하여 상부에서 하부를 향해 바라본 분해사시도이다.
노즐부(900)는 토출구 삽입홈(910), 히터 수납홈(930), 센서 수납홈(950), 상부 요철(970), 자성체 홈(980), 노즐 구멍(990), 및 자성체 또는 영구자석(미도시)을 포함한다.
시린지부(400)는 시린지 몸체(450), 투입구(410), 토출구(490) 뿐만 아니라, 하부 요철(470), 자성체 홈(480), 그리고 자성체 홈(480)에 삽입되는 자성체 또는 영구자석(미도시)을 더 포함할 수 있다.
노즐부(900)의 토출구 삽입홈(910)은 시린지부(400)의 토출구(490)와 결합한다. 노즐 구멍(990)은 노즐부 바닥면으로 관통된다. 토출구 삽입홈(910)은 노즐 구멍(990)과 연통되어, 가압부(300)에 의해 시린지부의 토출구(490)를 통해 배출된 음식물 재료는 노즐 구멍(990)으로 사출될 수 있다.
시린지부(400)의 하부 요철(470)은 시린지 몸체(450) 하부에 형성된다. 하부 요철 주위에는 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(480)이 형성된다.
노즐부(900)의 상부 요철(970)은 시린지부의 하부 요철(470)과 맞물려 결합할 수 있도록 노즐부의 상부에 형성된다. 상부 요철(970) 주위에는 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(980)이 형성된다. 노즐부의 자성체 홈(980)은 시린지부의 자성체 홈(480)과 대응하는 위치에 형성되어, 시린지부에 노즐부를 결합할 때 자성체 홈에 장착된 자성체(미도시)의 자기력에 의해 결합할 수 있다. 자성체 홈에 장착되는 두 개의 자성체 중 적어도 하나는 영구자석을 사용하고, 나머지 하나는 강자성체 또는 영구자석을 사용할 수 있다. 노즐부에 가해지는 압력에도 튼튼한 결합을 유지하도록 하기 위해, 시린지부 및 노즐부에는 모두 링형태의 영구자석을 사용하는 것이 바람직하고, 영구자석은 부착되는 면의 극성이 서로 반대가 되도록 장착한다.
한편, 노즐부(900)는 원재료를 사출하는 경우 적당한 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 노즐부(900)는 히터 수납홈(930), 센서 수납홈(950), 및 히터와 온도센서를 더 포함한다. 히터 수납홈(930)에는 노즐부를 가열하는 히터(미도시)를 장착하고, 센서 수납홈(950)에는 노즐부의 온도를 측정하는 온도센서(미도시)를 장착할 수 있다. 히터는 봉 형태의 세라믹 히터를 사용할 수 있다. 낮은 온도를 유지하기 위해서는 히터 대신에 펠티어 소자를 사용할 수 있다. 노즐부에 시린지부의 히터와 별도의 히터를 장착하여, 시린지부와 노즐부를 서로 다른 온도로 제어할 수 있으므로, 음식물에 따른 적정 온도 조건을 쉽게 설정할 수 있다.
세척을 용이하게 하기 위하여 노즐 구멍(990)은 노즐의 바닥면에서 돌출되지 않도록 할 수 있다. 노즐 구멍(990)을 노즐 바닥면과 동일한 높이로 형성하면 세척이 용이해지고, 노즐 구멍(990)의 온도도 외부의 영향을 덜 받아서 안정적으로 유지할 수 있다.
히터가 결합된 노즐을 시린지부와 자석으로 결합하여, 노즐부를 시린지부로부터 용이하게 분해 조립할 수 있어서, 노즐 부위의 세척이 용이할 뿐만 아니라, 시린지부의 교체도 용이하게 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 푸드 프린터용 시린지의 가열부의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
가열부(500)는 히터 코일(710), 히터 코일의 외측에 위치하는 히터 고정부재(810), 히터 코일의 내측에 위치하는 시린지 고정부재(610)를 포함한다.
히터 코일(710)은 외부의 전력을 공급받아 시린지부(400)에 열을 공급한다. 히터 고정부재(810)는 히터 코일(710) 외측에 위치하여, 히터 코일을 고정하는 역할을 한다. 시린지 고정부재(610)는 히터 코일(710) 내측에 위치하여 히터 코일을 고정하며, 시린지부(400)로 히터 코일의 열을 전달한다.
히터 고정부재(810)와 시린지 고정부재(610)는 각각 고정홀(850)과 고정홀(650)을 구비한다. 히터 고정부재(810)와 시린지 고정부재(610)는 각각의 고정홀을 통해서 결합시킬 수 있고, 그 결과 히터 고정부재(810)와 시린지 고정부재(610) 사이의 히터 코일(710)을 고정시킬 수 있다.
히터 고정부재(810)와 시린지 고정부재(610)는 각각 개구부(830)와 개구부(630)를 구비한다. 투명한 시린지를 사용하는 경우, 개구부를 통해서 시린지 내의 음식물 원재료 양을 확인할 수 있다.
100 : 구동부(100) 110 : 케이블(110)
130 : 모터(130)
200 : 커플링부(200) 210 : 커플링 케이스(210)
230 : 커플링(230) 250 : 나사축 지지수단(250)
300 : 가압부(300) 310 : 나사축 상단(310)
330 : 가이드 홈(330) 340 : 너트부(340)
350 : 플레이트(350) 360 : 상면(360)
370 : 하면(370) 390 : 나사축(390)
400 : 시린지부(400) 410 : 투입구(410)
430 : 선형 돌기(430) 450 : 시린지 몸체(450)
470 : 하부 요철(470) 480 : 자석 홈(480)
490 : 토출구(490)
500 : 가열부(500) 610 : 시린지 고정부재(610)
710 : 히터 코일(710) 810 : 히터 고정부재(810)
900 : 노즐부(900) 910 : 토출구 삽입홈(910)
930 : 히터 수납홈(930) 950 : 센서 수납홈(950)
970 : 상부 요철(970) 980 : 자성체 홈(980)
990 : 노즐 구멍(990)

Claims (5)

  1. 음식물을 토출하여 음식물의 입체적인 형상을 만드는 3D 푸드 프린터용 시린지에 있어서,
    내부에 음식물을 저장하는 상하 단면적이 일정하게 형성된 저장공간을 구비하는 시린지 몸체(450)와, 상기 시린지 몸체의 상부에 형성되어 원재료인 음식물이 투입되는 투입구(410)와, 상기 시린지 몸체의 하부 중앙에 외부로 돌출되도록 형성되어 음식물이 토출되는 토출구(490)를 포함하는 시린지부(400);
    상기 시린지 몸체(450)의 내부 중앙부에 상하로 설치되는 스크류 형태의 나사축(390)과, 상기 나사축에 결합하는 너트부(340)를 중앙부에 구비하고 상기 시린지 몸체(450) 내측면에 밀착하도록 수평으로 설치되어 음식물을 아래쪽으로 눌러주는 플레이트(350)를 포함하는 가압부(300);
    상기 시린지 몸체(450) 상부에 위치하여 상기 나사축(390)을 지지하는 나사축 지지수단(250)과, 상기 나사축에 연결되는 커플링(230)을 포함하는 커플링부(200);
    상기 커플링(230)과 연결되어 상기 나사축(390)을 회전시키는 모터(130)를 포함하는 구동부(100);
    상기 시린지부(400) 외부에 위치하여 상기 시린지 몸체(450) 내부에 저장된 음식물의 온도를 일정하게 유지하는 가열부(500); 및
    상기 시린지부의 토출구(490)와 결합하는 토출구 삽입홈(910)과, 상기 토출구 삽입홈과 연결되어 바닥면으로 관통하는 노즐 구멍(990)을 포함하는 노즐부(900);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 푸드 프린터용 시린지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시린지 몸체(450)는, 내측면에 수직으로 형성된 선형 돌기(430);를 더 포함하고,
    상기 플레이트(350)는, 외주면에 상기 선형 돌기와 맞물려 결합하는 가이드 홈(330);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 푸드 프린터용 시린지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시린지부(400)는,
    시린지 몸체(450) 하부에 형성되는 하부 요철(470); 및
    상기 하부 요철 주위에 형성되며 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(480);을 더 포함하고,
    상기 노즐부(900)는,
    상기 시린지부의 하부 요철(470)과 맞물려 결합할 수 있는 상부 요철(970); 및
    상기 시린지부의 자성체 홈(480)과 대응하는 위치에 형성되며 자성체가 결합할 수 있는 자성체 홈(980);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 푸드 프린터용 시린지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부(900)는,
    상기 노즐부의 온도를 측정하는 온도센서를 장착할 수 있는 센서 수납홈(950); 및
    상기 노즐부를 가열하는 히터를 장착할 수 있는 히터 수납홈(930);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 푸드 프린터용 시린지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열부(500)는,
    외부의 전력을 공급받아 시린지부(400)에 열을 공급하는 히터 코일(710);
    상기 히터 코일(710) 외측에 위치하여 상기 히터 코일을 고정하는 히터 고정부재(810); 및
    상기 히터 코일(710) 내측에 위치하여 상기 히터 코일을 고정하며, 상기 시린지부(400)로 상기 히터 코일의 열을 전달하는 시린지 고정부재(610);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 푸드 프린터용 시린지.
KR1020210021237A 2021-02-17 2021-02-17 3d 푸드 프린터용 시린지 KR102582945B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210021237A KR102582945B1 (ko) 2021-02-17 2021-02-17 3d 푸드 프린터용 시린지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210021237A KR102582945B1 (ko) 2021-02-17 2021-02-17 3d 푸드 프린터용 시린지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220117956A KR20220117956A (ko) 2022-08-25
KR102582945B1 true KR102582945B1 (ko) 2023-09-27

Family

ID=83111472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210021237A KR102582945B1 (ko) 2021-02-17 2021-02-17 3d 푸드 프린터용 시린지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102582945B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160106142A1 (en) 2013-05-22 2016-04-21 Systems And Materials Research Corporation Additive Manufacturing for Producing Edible Compositions
KR101810455B1 (ko) 2016-10-26 2017-12-20 충북대학교 산학협력단 식품 3d프린터

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101733884B1 (ko) 2015-10-14 2017-05-24 이수연 3d 프린터
KR20180006832A (ko) * 2016-07-11 2018-01-19 삼성전자주식회사 사용자 장치, 조리 장치 및 조리 시스템
KR102072753B1 (ko) * 2018-06-25 2020-02-03 주식회사 휴로 3d프린터 토출시스템
KR102195752B1 (ko) 2019-01-09 2020-12-29 (주)링크솔루션 호퍼 타입 3d 프린터

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160106142A1 (en) 2013-05-22 2016-04-21 Systems And Materials Research Corporation Additive Manufacturing for Producing Edible Compositions
KR101810455B1 (ko) 2016-10-26 2017-12-20 충북대학교 산학협력단 식품 3d프린터

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220117956A (ko) 2022-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10609937B2 (en) Systems and methods for distributing and dispensing chocolate
EP3496932B1 (en) Device for printing a three dimensional cosmetic article from a build material comprising a cosmetic formula
KR101676606B1 (ko) 3d 프린터용 분말 공급장치
EP3002108B1 (en) Apparatus for three-dimensional printing
US11896026B2 (en) Systems and methods for distributing and dispensing chocolate
KR101719245B1 (ko) 3 d 프린터용 재료공급장치 및 재료공급방법
KR102088676B1 (ko) 3d 프린팅 시스템 및 이의 구동 방법
CN110881678A (zh) 侧开门内加热式食品3d打印挤料装置
KR102582945B1 (ko) 3d 푸드 프린터용 시린지
KR101810455B1 (ko) 식품 3d프린터
KR102141454B1 (ko) 멀티노즐 방식의 3d 조형장치
AU2023204366A1 (en) Systems and methods for distributing and dispensing chocolate
CN109203471A (zh) 一种3d打印机的多头打印机构
EP3576551B1 (en) Print head for printing a food product layer-by-layer and a system comprising a print head
JP6947380B2 (ja) 射出成形装置
KR101890913B1 (ko) 호두과자 제조장치
US20220217989A1 (en) Systems and methods for distributing and dispensing chocolate
CN205631413U (zh) 一种多功能3d打印机
CN211091699U (zh) 内加热式3d打印食品加热喷头
KR20150096078A (ko) 3ｄ 프린터용 필라멘트 재생 장치
KR101872425B1 (ko) 경량화 된 헤드를 갖는 식품 3d프린터
KR102497748B1 (ko) 아몬드 분말을 이용한 마카롱 제조 방법 및 이를 위한 프린터
CN115284605B (zh) 一种3d打印喷头及3d打印机
US20240190619A1 (en) Material dispensing device
KR102432202B1 (ko) 3ｄ 프린터용 압출기

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant