KR20190050471A - 3D food printer for processing food with cream - Google Patents

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KR20190050471A
KR20190050471A KR1020170145904A KR20170145904A KR20190050471A KR 20190050471 A KR20190050471 A KR 20190050471A KR 1020170145904 A KR1020170145904 A KR 1020170145904A KR 20170145904 A KR20170145904 A KR 20170145904A KR 20190050471 A KR20190050471 A KR 20190050471A
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Abstract

The present invention relates to a 3D food printer for producing food using cream as a main ingredient, and a 3D food printing method. More specifically, the 3D food printer for producing food using cream as a main ingredient includes: an ingredient storing unit which stores raw materials of food including cream; a raw material processing means which is included in the ingredient storing unit and processes the raw materials of food stored in the ingredient storing unit into food ingredients; a temperature controlling unit which is included in the ingredient storing unit and controls the temperature of the raw materials of food; a main body frame which is connected to one side of the ingredient storing unit; a fixing means which is included in a lower end of the main body frame and fixates a container; a 3D printing means which stereoscopically prints the food ingredients in the fixated container; an ingredient supply tube which is included between the 3D printing means and the ingredient storing unit and supplies the food ingredients stored in the ingredient storing unit to the 3D printing means; a position moving means which moves the 3D printing means in X, Y, and Z axes; an image converting unit which converts an image to print into a 3D image; and a control unit which receives data of the image converting unit and prints out the 3D image into the container by controlling the position moving means and the 3D printing means.

Description

크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터{3D food printer for processing food with cream}[0001] The present invention relates to a 3D food printer for producing a food product based on a cream,

본 발명은 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터 및 3D 푸드 프린팅방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a 3D food printer and a 3D food printing method for producing foods containing cream as a main ingredient. And more particularly, to an ice cream production apparatus using a 3D printer.

3D 프린터는 특수 소재를 순차적으로 분사하여 미세한 두께로 층층이 쌓아 올리면서 입체적인 형상물을 제작하는 장비로, 최근 다양한 분야에서 사용이 확산되고 있다.The 3D printer is a device that produces a three-dimensional object by sequentially spraying a special material and accumulating a layer with a fine thickness. Recently, the 3D printer has been widely used in various fields.

이와 같은 3D 프린터의 확산과 함께 다양한 방식의 3D 프린터가 개발되어 이용되고 있으며, 이를 크게 출력방식에 따라 구분하면, FDM(적층방식), SLS(분말소결), SLA 그리고 DLP(액체수지)로 구분된다.Various 3D printers have been developed and used with the proliferation of such 3D printers, and they are classified into FDM (lamination method), SLS (powder sintering), SLA and DLP (liquid resin) do.

먼저, FDM 방식은, 가장 널리 적용되는 방식으로, 적층방식을 통해 쌓아올리는 방식으로, 3D프린터는 소재를 실처럼 가늘게 압출하여 한 줄씩 형상을 순차적으로 적층하여 제품을 출력한다.First of all, the FDM method is the most widely applied method, and the 3D printer stacks materials in a stacking manner. The 3D printer extrudes the material thinly as a thread and sequentially stacks the shapes one by one to output a product.

상기 FDM 방식의 3D 프린터에 적용되는 소재(필라멘트)는 대표적으로 PLA (Polylactic acid) 소재와 ABS(Acrylonitile Poly-Butadiens Styrene) 소재가 있다.Typically, the material (filament) applied to the FDM-type 3D printer is a PLA (polylactic acid) material and an ABS (acrylonitrile poly-butadiene styrene) material.

또한, 최근 이러한 3D 프린터로 초콜릿, 아이스크림, 라떼아트를 제조하려는 시도, 연구가 있다. In addition, there have been recent attempts to manufacture chocolate, ice cream, and latte art with such 3D printers.

일반적으로, 라떼아트는 커피숍이나 커피 전문점에서는 소비자의 충족을 만족시키기 위해 커피 위에 다양한 그림을 그리는 것을 의미한다.In general, latte art means to draw a variety of paintings on coffee to satisfy consumers' needs at coffee shops and coffee shops.

이러한 라떼아트는 쉽지 않아 커피음료 제조전문가가 주로 하고 있으며, 여러 사람이 연습하고 있지만, 시간과 인력의 제약으로 많은 양을 제작하기 어렵고 정밀한 모양을 만들기 어려운 문제점이 있다.Such latte art is not easy, and coffee drink makers are mainly engaged in it, and many people practice it. However, it is difficult to make a large amount due to time and manpower constraints, and it is difficult to make a precise shape.

또한, 일반적으로, 아이스크림은 주로 아이스크림 제조업체에서 대량으로 생산하여 단위 포장한 다음 소비자에게 판매되고 있다. 아이스크림 제조업체에서는 아이스크림을 대량으로 생산하여야 하므로 아이스크림을 대량으로 제조하는 아이스크림 자동화 제조설비를 갖춘 다음 그 아이스크림 자동화 제조설비에서 아이스크림을 대량으로 생산한다.Also, in general, ice cream is mainly produced in large quantities by ice cream makers, packed in units, and then sold to consumers. Since the ice cream maker must produce a large amount of ice cream, it is equipped with an ice cream automation manufacturing facility that mass-manufactures ice cream, and then mass-produces ice cream from the ice cream automation manufacturing facility.

이와 같은 아이스크림 자동화 제조설비는 여러 단계를 거쳐 아이스크림을 제조하므로 오랜 시간이 걸리고, 대규모 시설을 요하므로 설비를 갖추는데 많은 비용이 소모된다. 또한, 소비자의 입맛에 맞는 다양한 종류의 아이스크림과 다양한 크기의 아이스크림을 제작하는 것은 한계가 있다.Such an ice cream automation manufacturing facility takes a long time because it manufactures ice cream through various steps, and it requires a large-scale facility, so that it takes a lot of cost to equip the facility. In addition, there are limitations in producing various types of ice cream and ice cream of various sizes to meet the taste of consumers.

대한민국 등록특허 제10-1066402호(2011. 09. 15. 등록일)(이하, 선행기술이라 함)에는 즉석 아이스크림 제조기가 개시되어 있다. 선행기술은 사용자가 원하는 다양한 아이스크림을 즉석에서 제조하여 아이스크림을 즐길 수 있으나, 아이스크림 또는 빙과의 원료가 수용된 호퍼를 회전시키고, 호퍼에 채워진 원료들을 아지테이터가 회전시키면서 외부에서 호퍼에 액체질소를 공급하게 되므로 액체질소가 효과적으로 호퍼에 채워진 원료에 공급되지 못하여 아이스크림이 만들어지는 시간이 지연될 뿐만 아니라 액체질소의 소모가 발생된다. 또한, 구성이 복잡하여 사용자가 조작하기가 불편하게 된다.An instant ice cream maker is disclosed in Korean Patent No. 10-1066402 (registered on September 15, 2011) (hereinafter referred to as prior art). The prior art is capable of instantly manufacturing a variety of ice creams desired by the user to enjoy ice cream but rotating the hopper containing raw materials of ice cream or ice cream and supplying the liquid nitrogen to the hopper from the outside while rotating the agitator in the raw materials filled in the hopper The liquid nitrogen is not effectively supplied to the raw material filled in the hopper, so that the time for making the ice cream is delayed and the liquid nitrogen is consumed. Further, the configuration is complicated, making it inconvenient for the user to operate.

또한, 이러한 기존의 아이스크림 제조기는 사용자, 소비자가 원하는 형태의 아이스크림을 제조할 수 없는 한계가 존재한다. In addition, such existing ice cream makers have limitations in that users and consumers can not manufacture ice cream in a desired form.

이에 따라, 증가되는 소비자의 욕구를 만족시킬 수 있음은 물론, 원하는 이미지를 일률적으로 선명하게 프린팅할 수 있는 푸드프린트 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop a food print technology capable of satisfying an increasing consumer's desire and printing a desired image uniformly and clearly.

대한민국 등록특허 10-1709870Korean Patent No. 10-1709870 대한민국 등록특허 10-1735753Korean Patent No. 10-1735753 대한민국 공개특허 10-2017-0113543Korean Patent Publication No. 10-2017-0113543 대한민국 공개특허 10-2017-0117328Korean Patent Publication No. 10-2017-0117328 대한민국 공개특허 10-2017-0069429Korean Patent Publication No. 10-2017-0069429

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 식품가공 유닛과 3D 프린터를 유기적으로 결합시켜 식품가공 유닛에 의해 생성된 크림을 주원료 하는 식품재료를 3D 프린터에 의해 원하는 2차원 이미지를 3차원으로 변환시켜 원하는 형태의 식품을 입체적으로 프린팅시킬 수 있는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터 및 3D 푸드 프린팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a food processing unit and a 3D printer, There is provided a 3D food printer and a 3D food printing method for producing a food having a cream as a main ingredient in which a desired two-dimensional image is converted into a three-dimensional image by a 3D printer to print a desired type of food in three dimensions, There is a purpose.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

본 발명의 목적은, 3D 푸드프린터에 있어서, 크림을 포함하는 식품원료가 저장되는 재료저장부; 상기 재료저장부 내에 구비되어 상기 재료저장부에 저장된 식품원료를 식품재료로 가공시키기 위한 원료가공수단; 상기 재료저장부 내에 구비되어 상기 식품원료의 온도를 조절하기 위한 온도조절유닛; 상기 재료저장부의 일측면과 연결되는 본체 프레임; 상기 본체프레임 하단에 구비되어 용기를 고정시키기 위한 고정수단; 고정된 상기 용기 내로 상기 식품재료를 프린팅하되, 입체적으로 프린팅하기 위한 3차원 프린팅 수단; 상기 3차원 프린팅 수단과 상기 재료저장부 사이에 구비되어 상기 재료저장부에 저장된 식품재료를 상기 3차원 프린팅 수단으로 공급하는 재료공급관; 상기 3차원 프린팅수단을 X축, Y축, Z축으로 이동시키기 위한 위치이동수단; 프린팅하고자 하는 이미지를 3차원 이미지로 변환시키는 이미지 변환부; 및 상기 이미지 변환부의 데이터를 전송받아 상기 위치이동수단과 3차원 프린팅수단을 제어함에 따라, 상기 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터로서 달성될 수 있다. An object of the present invention is to provide a 3D food printer, comprising: a material storage part for storing a food material containing cream; A raw material processing means provided in the material storage portion and adapted to process the food material stored in the material storage portion into a food material; A temperature control unit provided in the material storage unit to control a temperature of the food material; A body frame connected to one side of the material storage part; Fixing means provided at the lower end of the main body frame for fixing the container; A three-dimensional printing means for printing, sterically printing the food material into the fixed container; A material supply pipe which is provided between the three-dimensional printing means and the material storage unit and supplies the food material stored in the material storage unit to the three-dimensional printing means; Position shifting means for shifting the three-dimensional printing means in the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis; An image converter for converting an image to be printed into a three-dimensional image; And a controller for receiving the data of the image converting unit and controlling the position shifting unit and the three-dimensional printing unit to print a three-dimensional image into the container. Can be achieved as a 3D food printer.

그리고, 상기 식품원료는 아이스크림 원액이고, 상기 온도조절유닛은 상기 재료공급부에 냉각사이클을 통한 냉기를 제공하는 냉각수단이며, 상기 원료가공수단은 상기 재료저장부 내에 회전 가능하게 설치되고 상기 아이스크림 원액을 교반하여 아이스크림 재료를 생성하는 교반기인 것을 특징으로 할 수 있다. The raw material processing means is rotatably installed in the material storage portion, and the raw material processing portion is provided in the raw material storage portion so as to be rotatable, And stirring the mixture to produce an ice cream material.

또는 식품원료는 유크림이고, 원료가공수단은 상기 재료저장부 내에 회전가능하게 설치되고 상기 유크림을 교반하여 휘핑크림을 생성하는 휘핑수단인 것을 특징으로 할 수 있다. Alternatively, the food raw material may be a milk cream, and the raw material processing means may be a whipping means rotatably installed in the material storage portion and stirring the oil cream to produce a whipping cream.

그리고, 냉각수단에 의해 냉각되는 아이스크림 재료의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서를 기반으로 상기 냉각수단을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may further include a temperature sensor for measuring a temperature of the ice-cream material cooled by the cooling unit in real time, and the control unit controls the cooling unit based on the temperature sensor.

또한, 상기 재료공급관 일측에 구비되어 상기 3차원 프린팅 수단으로 공급되는 아이스크림 재료의 유량을 조절하는 공급조절수단; 및 상기 재료공급관 일측에 구비되어 토출되는 재료의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하고 상기 제어부는 상기 유량계에서 측정된 값을 기반으로 상기 공급조절수단을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. A supply adjusting means provided at one side of the material supply pipe to adjust a flow rate of the ice cream material supplied to the three-dimensional printing means; And a flow meter provided at one side of the material supply pipe and measuring a flow rate of the discharged material, wherein the controller controls the supply adjustment means based on the measured value of the flow meter.

그리고, 상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 공기를 공급하는 공기공급부; 상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 향료를 공급하는 향료공급수단; 및 상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 첨가제를 공급하는 첨가제공급수단; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. An air supply unit for supplying air into the material stored in the material storage unit; Perfume supply means for supplying perfume into the material stored in the material storage portion; And additive supply means for supplying the additive into the material stored in the material storage portion; And at least one of the following:

또한,재료저장부 내부를 복수의 구역으로 구획하는 적어도 하나의 격벽이 구비되며, 복수의 구역 내에 서로 다른 식품재료가 저장, 가공되며, 각각의 구역 내의 식품재료는 재료공급관을 통해 각각 복수의 3차원 프린팅 수단으로 공급되며, 상기 제어부는 상기 이미지 변환부의 데이터를 전송받아 상기 위치이동수단과 복수의 상기 3차원 프린팅수단 각각을 제어함에 따라, 상기 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하는 것을 특징으로 할 수 있다. Also, at least one partition wall partitioning the inside of the material storage section into a plurality of sections is provided, and different food materials are stored and processed in the plurality of sections. Dimensionally printing means, and the control unit controls the position moving means and the plurality of the three-dimensional printing means by receiving the data of the image converting unit, thereby printing a three-dimensional image in the container have.

그리고, 3차원 프린팅수단은, 위치이동수단에 의해 이동되는 본체하우징; 상기 본체하우징의 하단부에 구비되는 분사노즐; 및 상기 재료공급관으로부터 공급되는 식품재료를 상기 분사노즐을 통해 분사하도록 상기 제어부에 의해 제어되는 재료압출모터;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The three-dimensional printing means includes a main body housing moved by the position moving means; An injection nozzle provided at a lower end of the main body housing; And a material extrusion motor controlled by the control unit to inject the food material supplied from the material supply pipe through the injection nozzle.

또한, 위치이동수단은, 3차원 프린팅수단을 X축을 따라 이동시키기 위한 제1이동부; 상기 3차원 프린팅수단을 Z축을 따라 이동시키기 위한 제2이동부; 및 상기 3차원 프린팅수단을 Y축을 따라 이동시키기 위한 제3이동부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The position shifting means may include a first shifting portion for shifting the three-dimensional printing means along the X axis; A second moving unit for moving the three-dimensional printing means along the Z axis; And a third moving unit for moving the three-dimensional printing means along the Y axis.

그리고, 이미지 변환부는, G-code를 이용하여 2차원 이미지를 3차원 이미지로 변환하고, 상기 2차원 이미지는 기 저장된 이미지와 휴대단말기에 저장된 이미지 및 실시간 촬영 이미지 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. The image converter may convert the two-dimensional image into a three-dimensional image using G-code, and the two-dimensional image may be one of a previously stored image, an image stored in the portable terminal, and a real- have.

또한, 고정수단에 고정된 용기의 사이즈를 측정하기 위한 측정센서; 및 고정수단에 고정된 용기를 기준으로 상기 3차원 프린팅수단의 위치를 센싱하는 위치센서;가 더 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. A measuring sensor for measuring the size of the container fixed to the fixing means; And a position sensor for sensing the position of the three-dimensional printing means on the basis of a container fixed to the fixing means.

본 발명의 일실시예에 따른 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터 및 3D 푸드 프린팅방법에 따르면, 식품가공 유닛과 3D 프린터를 유기적으로 결합시켜 식품가공 유닛에 의해 생성된 크림을 주원료 하는 식품재료를 3D 프린터에 의해 원하는 2차원 이미지를 3차원으로 변환시켜 원하는 형태의 식품을 입체적으로 프린팅시킬 수 있는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조할 수 있는 효과를 갖는다. According to the 3D food printer and the 3D food printing method for producing a food containing cream as a main ingredient according to an embodiment of the present invention, the food processing unit and the 3D printer are organically coupled to each other, Dimensional image to a three-dimensional image by using a 3D printer to produce a food product containing cream as a main ingredient capable of three-dimensionally printing a desired form of food.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛의 정면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛의 측면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛의 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛의 정면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛의 측면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛의 평면도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치의 제어부에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a perspective view of an ice cream production apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention,
2 is a front view of an ice cream production apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of an ice cream production apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention,
4 is a perspective view of an ice cream producing unit according to an embodiment of the present invention,
5 is a front view of an ice cream producing unit according to an embodiment of the present invention,
6 is a side view of an ice cream producing unit according to an embodiment of the present invention,
7 is a plan view of an ice cream producing unit according to an embodiment of the present invention,
8 is a perspective view of a 3D printing unit according to an embodiment of the present invention,
9 is a front view of a 3D printing unit according to an embodiment of the present invention;
10 is a side view of a 3D printing unit according to an embodiment of the present invention,
11 is a plan view of a 3D printing unit according to an embodiment of the present invention,
FIG. 12 is a block diagram illustrating a signal flow according to a controller of an ice cream production apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views that are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are produced according to the manufacturing process. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some instances, it should be noted that portions of the invention that are not commonly known in the description of the invention and are not significantly related to the invention do not describe confusing reasons to explain the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터는 전체적으로 크림을 주원료로 하여 식품재료를 생성시키기 위한 식품 제조유닛과, 식품 제조유닛에 의해 생성된 식품재료를 공급받아 3차원 입체형상의 식품을 제조하기 위한 3D 프린팅 유닛을 포함하여 구성된다. 이러한 3D 푸드프린터는 크림을 주원료하는 식품이라면 그 종류는 제한되지 않는다. 대표적으로 제조되는 식품은 아이스크림, 라떼아트, 크림을 원료로 하는 제빵, 케익 등에 해당한다. Hereinafter, the structure and function of a 3D food printer for producing a food product containing cream as a main ingredient according to the present invention will be described. A 3D food printer for producing a food product based on a cream according to the present invention comprises a food manufacturing unit for producing a food material with cream as a main ingredient as a whole, And a 3D printing unit for producing the food on the paper. Such a 3D food printer is not limited in its kind as long as it is a cream-based food. Typically, foods produced include ice cream, latte art, bakery products made from cream, cakes, and the like.

식품 제조유닛은, 크림을 포함하는 식품원료가 저장되는 재료저장부와, 이러한 재료저장부 내에 구비되어 재료저장부에 저장된 식품원료를 식품재료로 가공시키기 위한 원료가공수단과, 재료저장부 내에 구비되어 식품원료의 온도를 조절하기 위한 온도조절유닛을 포함하여 구성될 수 있다. The food manufacturing unit includes: a material storage part for storing a food material containing cream; a raw material processing part for processing the food material stored in the material storage part in the material storage part into a food material; And a temperature control unit for controlling the temperature of the food raw material.

또한, 3D 프린팅 유닛은, 재료저장부의 일측면과 연결되는 본체프레임과, 본체프레임 하단에 구비되어 용기를 고정시키기 위한 고정수단과, 고정된 상기 용기 내로 상기 식품재료를 프린팅하되, 입체적으로 프린팅하기 위한 3차원 프린팅 수단과, 상기 3차원 프린팅 수단과 상기 재료저장부 사이에 구비되어 상기 재료저장부에 저장된 식품재료를 상기 3차원 프린팅 수단으로 공급하는 재료공급관과, 상기 3차원 프린팅수단을 X축과 Y축, Z축으로 이동시키기 위한 위치이동수단과, 프린팅하고자 하는 이미지를 3차원 이미지로 변환시키는 이미지 변환부와, 이러한 이미지 변환부의 데이터를 전송받아 상기 위치이동수단과 3차원 프린팅부를 제어함에 따라, 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. The 3D printing unit may further include a body frame connected to one side of the material storage unit, fixing means for fixing the container provided at the lower end of the body frame, and printing means for printing the food material into the fixed container, Dimensional printing means, a material supply pipe provided between the three-dimensional printing means and the material storage unit for supplying a food material stored in the material storage unit to the three-dimensional printing means, and a three- A position shifting unit for shifting the image on the Y axis and the Z axis, an image converting unit for converting the image to be printed into a three-dimensional image, and controlling the position shifting unit and the three-dimensional printing unit by receiving data of the image converting unit And a control unit for printing the three-dimensional image into the container.

본 발명의 식품원료는 유크림일 수 있고, 원료가공수단은 재료저장부 내에 회전가능하게 설치되고 유크림을 교반하여 휘핑크림을 생성하는 휘핑수단으로 구성될 수 있다. 또한, 재료저장부에 저장된 재료 내로 공기 또는 질소를 공급하는 공기공급부와, 재료저장부에 저장된 재료 내로 향료를 공급하는 향료공급수단과, 재료저장부에 저장된 재료 내로 첨가제를 공급하는 첨가제공급수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. The food raw material of the present invention may be a milk cream, and the raw material processing means may be composed of a whipping means rotatably installed in the material storage portion and stirring the oil cream to produce a whipping cream. An air supply unit for supplying air or nitrogen into the material stored in the material storage unit; perfume supply means for supplying the perfume into the material stored in the material storage unit; and additive supply means for supplying the additive into the material stored in the material storage unit And the like.

본 발명의 실시예에 따른 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터는 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)로서 구성될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)의 구성 및 기능에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. The 3D food printer for manufacturing food products based on cream according to an embodiment of the present invention can be configured as an ice cream production apparatus 1 using a 3D printer. Hereinafter, the configuration and function of the ice cream production apparatus 1 using the 3D printer according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)의 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)의 측면도를 도시한 것이다. 1 is a perspective view of an ice cream production apparatus 1 using a 3D printer according to an embodiment of the present invention. 2 shows a front view of an ice cream production apparatus 1 using a 3D printer according to an embodiment of the present invention. 3 is a side view of the ice cream production apparatus 1 using the 3D printer according to the embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)는 전체적으로 상부측에 구비되는 아이스크림 제조유닛(100)과, 이러한 아이스크림 제조유닛(100)의 하단에 연결되는 3D 프린팅 유닛(200)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 1 to 3, an ice cream production apparatus 1 using a 3D printer according to an embodiment of the present invention includes an ice cream production unit 100 provided on an upper side as a whole, And a 3D printing unit 200 connected to the lower end of the 3D printing unit 200.

아이스크림 제조유닛(100)에 의해 제조된 아이스크림 재료가 3D 프린팅 유닛(200)의 3D 프린팅 수단(230)에 공급되어 원하는 3차원 형태의 아이스크림을 제조할 수 있게 된다. The ice cream material produced by the ice cream producing unit 100 is supplied to the 3D printing means 230 of the 3D printing unit 200 to make the desired three-dimensional ice cream.

아이스크림 제조유닛(100)은, 케이스(110) 내에 구비되며 내부에 아이스크림 원액이 공급, 저장되는 재료저장부(120)를 포함하며, 재료저장부(120)에 저장된 아이스크림 원액을 냉각시키기 위한 냉각수단(130)을 포함하여 구성된다. 또한, 재료저장부(120) 하단 내에 회전가능하게 설치되어 아이스크림 원액을 교반하여 아이스크림 재료를 생성하는 교반기(140)를 포함하여 구성될 수 있다. The ice cream producing unit 100 includes a material storage unit 120 provided in the case 110 and supplied with and storing an ice cream stock solution therein and includes a cooling means for cooling the ice cream stock solution stored in the material storage unit 120, (130). The agitator 140 may include a stirrer 140 rotatably installed in the lower end of the material storage unit 120 and stirring the stock solution to produce an ice cream material.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛(100)의 측면도를 도시한 것이다. 그리고 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛(100)의 평면도를 도시한 것이다. 4 is a perspective view of the ice-cream making unit 100 according to the embodiment of the present invention. 5 is a front view of the ice-cream making unit 100 according to the embodiment of the present invention. 6 shows a side view of the ice cream production unit 100 according to the embodiment of the present invention. And FIG. 7 is a plan view of the ice-cream making unit 100 according to the embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 제조유닛(100)의 냉각수단(130)은 증발기(131) 및, 증발기(131)와 연결된 냉각코일(132)로 구성되며 이러한 냉각코일(132)은 재료저장부(120) 내면에 구비되게 됨을 알 수 있다. 이러한 냉각코일(132)이 재료저장부(120)에 구비되게 됨으로써 재료저장부(120)는 냉각챔버의 기능을 수행하게 된다. 4 to 7, the cooling unit 130 of the ice-cream maker 100 according to the embodiment of the present invention includes an evaporator 131 and a cooling coil 132 connected to the evaporator 131 And the cooling coil 132 is provided on the inner surface of the material storage unit 120. The cooling coil 132 is provided in the material storage unit 120 so that the material storage unit 120 functions as a cooling chamber.

또한, 교반기(140)는 재료저장부(120)의 바닥면에 구비되어 회전구동수단에 의해 회전되면서 재료저장부(120)에 투입된 아이스크림 원료를 교반하게 된다. 따라서 냉각수간에 의해 아이스크림 원료가 냉각되는 동시에 교반기(140)에 의해 교반되어 아이스크림 재료를 생성하게 된다. The stirrer 140 is provided on the bottom surface of the material storage unit 120 and is rotated by the rotation driving unit to stir the ice cream raw material introduced into the material storage unit 120. Accordingly, the ice cream raw material is cooled by the cooling water, and is stirred by the stirrer 140 to generate the ice cream material.

그리고 본 발명의 실시예에서는 온도센서(303)를 포함하여, 냉각수단(130)에 의해 냉각되는 아이스크림 재료의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 따라서 제어부(300)는 온도센서(303)에서 측정된 값을 기반으로 냉각수단(130)을 제어하여 아이스크림 재료가 설정된 온도범위를 갖도록 조절할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the temperature of the ice cream material cooled by the cooling means 130 can be measured in real time, including the temperature sensor 303. [ Accordingly, the control unit 300 controls the cooling unit 130 based on the value measured by the temperature sensor 303 to adjust the ice cream material to have a predetermined temperature range.

그리고, 재료저장부(120)에 저장된 재료 내로 공기를 공급하는 공기공급부(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 공기공급부(123)는 아이스크림 재료에 공기 또는 질소를 공급하게 되며 제어부(300)는 이러한 공기공급부(123)를 제어하여 공급되는 공기 또는 질소의 양을 조절할 수 있다. And an air supply unit 123 for supplying air into the material stored in the material storage unit 120. The air supply unit 123 supplies air or nitrogen to the ice cream material, and the control unit 300 controls the air supply unit 123 to adjust the amount of air or nitrogen supplied.

또한, 재료저장부(120)에 저장된 재료 내로 향료를 공급하는 향료공급수단(121)을 더 포함하여 아이스크림 재료에 따라 적합한 향료를 공급, 투입할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고 첨가제공급수단(122)을 포함하여 재료저장부(120)에 저장된 재료 내로 첨가제를 공급하도록 구성될 수 있다. 첨가제는 3D 프린팅 유닛(200)에 의해 프린팅되는 재료의 형태 보형성을 향상시키기 위해, D-sorbitol, 한천(Agar), 썬믹스 티(Sunmix T, Tapioca), 카라기난(carrageenan), 구아검(Guar gum), 잔탄검(Xantan gum), 말토덱스트린(Malto Dextrin), β-싸이클로덱스트린(β-CD), 펙팅(Pectin), 및 젤라틴(Gelatin) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. Further, it may further comprise a fragrance supply unit 121 for supplying fragrance to the material stored in the material storage unit 120, so that it is possible to supply and supply a suitable fragrance according to the ice cream material. And an additive supply means 122 to supply the additive into the material stored in the material storage portion 120. [ The additive may be selected from the group consisting of D-sorbitol, Agar, Sunmix T, Tapioca, carrageenan, Guar (Guar), and the like, in order to improve the morphology of the material printed by the 3D printing unit 200. gum, xanthan gum, malto dextrin, beta -cyclodextrin (beta -CD), pectin, and gelatin.

그리고, 재료공급관(150) 일측에 공급조절수단(141)을 구비하여, 3차원 프린팅 수단(230)으로 공급되는 아이스크림 재료의 유량을 조절할 수 있으며, 유량계(304)를 통해 재료공급관(150) 일측에 구비되어 토출되는 재료의 유량을 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서 제어부(300)는 이러한 유량계(304)에서 측정된 값을 기반으로 공급조절수단(141)을 제어하게 된다. The supply control means 141 may be provided at one side of the material supply pipe 150 to adjust the flow rate of the ice cream material supplied to the three dimensional printing means 230. The flow rate of the ice cream material supplied to the three- So that the flow rate of the discharged material can be measured in real time. Accordingly, the controller 300 controls the supply controller 141 based on the measured value of the flow meter 304.

또한, 재료저장부(120)의 내부는 적어도 하나의 격벽에 의해 복수로 구획되는 복수의 구역을 갖도록 구성될 수 있다. Also, the interior of the material storage unit 120 may be configured to have a plurality of zones partitioned by a plurality of partition walls.

각 구역마다 냉각수단(130)과 교반기(140), 첨가제공급수단(122)과 공기공급부(123)와 향료공급수단을(121) 포함할 수 있다. 따라서 각 구역마다 서로 다른 향, 맛, 재료의 아이스크림 재료를 생성할 수 있도록 구성될 수 있다. The cooling unit 130 and the stirrer 140, the additive supply unit 122, the air supply unit 123, and the fragrance supply unit 121 may be provided for each of the areas. Therefore, it is possible to constitute ice cream materials of different fragrance, taste and material for each zone.

또한, 3차원 프린팅 수단(230) 역시 각 구역에 따라 복수의 재료공급관(150)과 각각 연결되어 서로 다른 향, 맛, 재료의 아이스크림 재료를 개별적으로 공급받을 수 있다. In addition, the three-dimensional printing means 230 may be connected to the plurality of material supply pipes 150 along the respective zones to receive ice cream materials of different flavors, flavors, and materials separately.

따라서 각각의 구역 내의 아이스크림 재료는 재료공급관(150)을 통해 각각 복수의 3차원 프린팅 수단(230)으로 공급되고, 제어부(300)는 이미지 변환부(250)의 데이터를 전송받아 위치이동수단(240)과 복수의 3차원 프린팅수단(230) 각각을 제어함에 따라, 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하도록 구성될 수 있다. Accordingly, the ice cream material in each zone is supplied to the plurality of three-dimensional printing means 230 through the material supply pipe 150, and the control unit 300 receives the data of the image conversion unit 250, ) And a plurality of the three-dimensional printing means 230, respectively.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛(200)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛(200)의 정면도를 도시한 것이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛(200)의 측면도를 도시한 것이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 유닛(200)의 평면도를 도시한 것이다. 8 is a perspective view of a 3D printing unit 200 according to an embodiment of the present invention. 9 is a front view of a 3D printing unit 200 according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a side view of a 3D printing unit 200 according to an embodiment of the present invention, A top view of a 3D printing unit 200 according to an embodiment of the present invention.

3D 프린팅 유닛(200)은 본체 프레임(210)과, 고정수단(220)과 3차원 프린팅수단(230), 위치이동수단(240), 이미지 변환부(250) 및 제어부(300)를 포함한다. 프레임(210) 정면에는 개폐수단(260)이 프레임(210)에 힌지결합되며, 고정수단(220)은 아이스크림 재료가 프린팅될 용기를 고정시키기 위한 것이다. 그리고 3차원 프린팅수단(230)은 용기에 아이스크림 재료를 프린팅하되, 입체적으로 프린팅하기 위해 구비된다. 위치이동수단(240)은 3차원 프린팅수단(230)을 X축과 Y축, Z축으로 이동시키게 된다.The 3D printing unit 200 includes a main body frame 210, fixing means 220 and three-dimensional printing means 230, position shifting means 240, image converting means 250 and a control unit 300. On the front face of the frame 210, the opening and closing means 260 is hinged to the frame 210, and the fixing means 220 is for fixing the container to which the ice cream material is to be printed. And the three-dimensional printing means 230 is provided for printing, sterically printing, the ice cream material in the container. The position shifting means 240 moves the three-dimensional printing means 230 in the X-axis, the Y-axis and the Z-axis.

또한 이미지 변환부(250)는 프린팅하고자 하는 이미지를 3차원 이미지로 변환시키는 것으로, 2차원 이미지를 Gcode를 이용하여 3차원 이미지로 변환시키게 된다. 그리고 제어부(300)는 이미지 변환부(250)의 데이터를 전송받아 위치이동수단(240)과 3차원 프린팅수단(230)을 제어함에 따라, 3차원 이미지를 프린팅하게 된다.The image converting unit 250 converts the image to be printed into a three-dimensional image, and converts the two-dimensional image into a three-dimensional image using Gcode. The control unit 300 receives the data of the image converting unit 250 and controls the position shifting unit 240 and the three-dimensional printing unit 230 to print a three-dimensional image.

그리고 3차원 프린팅수단(230)은 본체하우징(231)과 분사노즐(232) 및 재료압출모터(233)로 구성된다. 본체하우징(231)은 위치이동수단(240)에 의해 이동되고, 분사노즐(232)은 본체하우징(231)의 하단부에 구비된다. 재료압출모터(233)는 아이스크림 재료가 분사노즐(232)을 통해 분사하도록 제어부(300)에 의해 제어된다.The three-dimensional printing means 230 includes a main housing 231, an injection nozzle 232, and a material extrusion motor 233. The main body housing 231 is moved by the position shifting means 240 and the injection nozzle 232 is provided at the lower end of the main body housing 231. The material extrusion motor 233 is controlled by the control unit 300 so that the ice cream material is injected through the injection nozzle 232.

여기서, 3차원 프린팅수단(230)을 세척하기 위한 세척수단(234)이 더 구비된다. 세척수단(234)은 세척수저장부와 세척가열부 및 세척냉각부로 구성된다. 세척수저장부는 본체하우징(231)에 구비되어 세척수가 저장된다.Here, cleaning means 234 for cleaning the three-dimensional printing means 230 is further provided. The cleaning means 234 comprises a cleaning water storage portion, a cleaning heating portion, and a cleaning cooling portion. The washing water storage unit is provided in the main body housing 231 to store washing water.

그리고 세척가열부는 세척수저장부에 저장된 세척수를 가열시키고, 세척냉각부는 세척수저장부를 냉각시키기 위해 구비된다. The washing and heating unit heats the wash water stored in the wash water storage unit, and the wash cooling unit is provided to cool the wash water storage unit.

또한, 위치이동수단(240)은 제1이동부(241)와 제2이동부(242) 및 제3이동부(243)로 구성된다. 제1이동부(241)는 3차원 프린팅수단(230)을 X축을 따라 이동시키고, 제2이동부(242)는 3차원 프린팅수단(230)을 Z축을 따라 이동시키게 된다. 그리고 제3이동부(243)는 3차원 프린팅수단(230)을 Y축을 따라 이동시키게 된다.The position shifting means 240 includes a first shifting portion 241, a second shifting portion 242, and a third shifting portion 243. The first moving unit 241 moves the three dimensional printing means 230 along the X axis and the second moving unit 242 moves the three dimensional printing means 230 along the Z axis. The third moving unit 243 moves the three-dimensional printing means 230 along the Y axis.

제1이동부(241)는 제1이동프레임과 제1이동롤러, 제1이동벨트, 제1이동모터 및 제1가이드부로 구성될 수 있다. 제1이동프레임은 3차원 프린팅수단(230)이 구비되기 위해 수평방향으로 형성되고, 제1이동롤러는 제1이동프레임의 양단부에 각각 위치된다.그리고 제1이동벨트는 각 제1이동롤러를 따라 무한궤도 회전되되, 3차원 프린팅수단(230)을 이동시키기 위해 구비된다. 제1이동모터는 제1이동롤러 중 어느 하나 이상을 회전시켜 제1이동벨트를 회전시키기 위해 구비된다. 또한 제1가이드부는 제1이동벨트에 의해 이동되는 3차원 프린팅수단(230)을 가이드 하도록 제1이동프레임에 구비된다. 이러한 구조는 하나의 일예를 제시한 것이고 3차원 프린팅수단(230)을 X축방향으로 이동시킬 수 있다면 그 구체적인 수단은 변경가능하다. The first moving unit 241 may include a first moving frame, a first moving roller, a first moving belt, a first moving motor, and a first guide unit. The first moving frame is formed in the horizontal direction so as to have the three-dimensional printing means 230, and the first moving rollers are respectively positioned at both ends of the first moving frame. And is provided for moving the three-dimensional printing means 230, while being rotated on an endless track. The first moving motor is provided for rotating at least one of the first moving rollers to rotate the first moving belt. Also, the first guide portion is provided in the first moving frame to guide the three-dimensional printing means 230 moved by the first moving belt. Such a structure is an example, and if the three-dimensional printing means 230 can be moved in the X-axis direction, the specific means can be changed.

그리고 제2이동부(242)는 제2이동프레임과 제2회전봉, 제2결합공, 제2가이드봉, 제2가이드공 및 제2이동모터로 구성된다. 제2이동프레임은 한 쌍으로, 제1이동프레임의 양단부에 수직방향으로 형성된다. 또한 제2회전봉은 외주를 따라 나사산을 갖고, 제2이동프레임 중 어느 하나에 회전 가능하도록 구비된다. 제2결합공은 제2회전봉의 나사산에 치합되도록 내주면에 나사산을 갖고, 제1이동프레임의 일단부에 형성된다. 그리고 제2가이드봉은 제2이동프레임 중 다른 하나에 구비되며, 제2가이드공은 제2가이드봉이 관통형성되도록 제1이동프레임의 타단부에 형성된다. 제2이동모터는 제2회전봉을 회전시키는 것으로, 제1이동프레임을 Z축 방향으로 승강시키게 된다. 이러한 구조는 하나의 일예를 제시한 것이고 3차원 프린팅수단(230)을 Z축방향으로 이동시킬 수 있다면 그 구체적인 수단은 변경가능하다. The second moving part 242 is composed of a second moving frame, a second rotating rod, a second connecting hole, a second guide rod, a second guide hole, and a second moving motor. The second moving frame is formed in a pair in a direction perpendicular to both ends of the first moving frame. Further, the second rotating bar has a thread along the outer periphery, and is rotatable in any one of the second moving frames. The second engaging hole is formed at one end of the first moving frame and has threads on the inner circumferential surface so as to mesh with the threads of the second rotating bar. The second guide bar is provided on the other of the second moving frames, and the second guide hole is formed on the other end of the first moving frame so that the second guide bar is formed to pass therethrough. The second moving motor rotates the second rotating rod to move the first moving frame in the Z-axis direction. Such a structure is an example, and if the three-dimensional printing means 230 can be moved in the Z-axis direction, the specific means may be changed.

제3이동부(243)는 제3이동프레임과 제3회전봉, 제3결합공, 제3가이드봉, 제3가이드공 및 제3이동모터로 구성된다. 제3이동프레임은 한 쌍으로, 고정수단(220) 양단 측 각각 형성된다. 그리고 제3회전봉은 외주를 따라 나사산을 갖고, 제3이동프레임 중 어느 하나에 회전 가능하도록 구비된다. 제3결합공은 제3회전봉의 나사산에 치합되도록 내주면에 나사산을 갖는다. 또한 제3가이드봉은 제3이동프레임 중 다른 하나에 구비된다. 제3이동모터는 제3회전봉을 회전시키기 위해 구비되는 것으로, 제어부(300)에 의해 제어된다. 이러한 구조는 하나의 일예를 제시한 것이고 3차원 프린팅수단(230)을 Y축방향으로 이동시킬 수 있다면 그 구체적인 수단은 변경가능하다. The third moving part 243 is composed of a third moving frame, a third rotating rod, a third engaging hole, a third guide rod, a third guide hole, and a third moving motor. The third moving frames are formed on both sides of the fixing means 220 in pairs. The third rotating bar has a thread along the outer periphery, and is rotatable in any one of the third moving frames. And the third engagement hole has a thread on the inner peripheral surface so as to fit the thread of the third rotary bar. The third guide bar is provided in the other of the third moving frames. The third moving motor is provided for rotating the third rotating bar, and is controlled by the control unit 300. This structure is an example, and if the three-dimensional printing means 230 can be moved in the Y-axis direction, the specific means can be changed.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치(1)의 제어부(300)에 따른 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 기본적으로 제어부(300)는 이미지변환부(250)에서 변환된 3차원 이미지를 기반으로 위치이송수단과 3차원 프린팅 수단(230)을 제어하게 된다. 12 is a block diagram showing a signal flow according to the control unit 300 of the ice cream production apparatus 1 using the 3D printer according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the control unit 300 basically controls the position transfer unit and the three-dimensional printing unit 230 based on the three-dimensional image converted by the image conversion unit 250.

또한 3차원 프린팅 수단(230)은 측정센서(301)와 위치센서(302)가 더 구비된다. 측정센서(301)는 고정수단(220)에 의해 고정된 용기의 사이즈를 측정하는 것으로, 용기의 사이즈에 대응되도록 변환된 3차원 이미지의 사이즈를 조절하게 된다.The three-dimensional printing means 230 further includes a measurement sensor 301 and a position sensor 302. The measurement sensor 301 measures the size of the container fixed by the fixing means 220, and adjusts the size of the converted three-dimensional image to correspond to the size of the container.

그리고 위치센서(302)는 고정수단(220)에 고정된 용기를 기준으로 3차원 프린팅수단(230)의 위치를 센싱하게 된다. 이러한 위치센서(302)에서 전송되는 신호는 제어부(300)가 수신하여 위치이동수단(240)을 제어함에 따라, 3차원 프린팅수단(230)을 제어하여 이미지를 입체적으로 프린팅시킬 수 있는 것이다.The position sensor 302 senses the position of the three-dimensional printing means 230 on the basis of the container fixed to the fixing means 220. The signal transmitted from the position sensor 302 is received by the control unit 300 and is controlled by the position shifting unit 240 so that the three-dimensional printing unit 230 can be controlled to print images in three dimensions.

그리고, 제어부(300)는 온도센서(303)에서 측정된 값을 기준으로 냉각수단(130)과 교반기(140)와 공기공급부(123)의 구동을 제어하여 재료저장부(120)의 아이스크림 원료를 설정된 온도범위의 아이스크림 재료를 생성시키도록 한다. 또한, 제어부(300)는 유량계(304)에서 측정된 값을 기반으로 공급조절수단(141)을 제어하여 3차원 프린팅 수단(230)으로 공급되는 아이스크림 재료의 유량을 조절하게 된다. 또한, 제어부(300)는 첨가제공급수단(122)과 향료공급수단(121)을 제어하여 아이스크림 재료에 공급되는 첨가제와 향료의 양을 조절할 수 있다. The control unit 300 controls the driving of the cooling unit 130, the stirrer 140 and the air supply unit 123 based on the value measured by the temperature sensor 303 to feed the ice cream raw material of the material storage unit 120 Thereby generating an ice cream material having a set temperature range. The control unit 300 controls the supply adjusting unit 141 based on the value measured by the flow meter 304 to adjust the flow rate of the ice cream material supplied to the three-dimensional printing unit 230. In addition, the controller 300 controls the additive supply unit 122 and the fragrance supply unit 121 to adjust the amount of the additive and flavor to be supplied to the ice cream material.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .

1:3D 프린터를 이용한 아이스크림 제조장치
100:아이스크림 제조유닛
110:케이스
120:재료저장부
121:향료공급수단
122:첨가제공급수단
123:공기공급부
130:냉각수단
131:증발기
132:냉각코일
140:교반기
141:공급조절수단
150:재료공급관
200:3D 프린팅 유닛
210:프레임
220:고정수단
230:3차원 프린팅 수단
231:본체하우징
232:분사노즐
233:재료압출모터
234:세척수단
240:위치이동수단
241:제1이동부
242:제2이동부
243:제3이동부
250:이미지변환부
260:개폐수단
300:제어부
301:측정센서
302:위치센서
303:온도센서
304:유량계
1: Ice cream manufacturing device using 3D printer
100: Ice cream production unit
110: Case
120: Material storage unit
121: fragrance supply means
122: additive supply means
123: Air supply
130: Cooling means
131: Evaporator
132: cooling coil
140: stirrer
141: Supply adjustment means
150: Material supply pipe
200: 3D printing unit
210: frame
220: fixing means
230: 3D printing means
231: Body housing
232: injection nozzle
233: Material Extrusion Motor
234: Cleaning means
240: Position shifting means
241:
242:
243:
250:
260: opening / closing means
300:
301: Measuring sensor
302: Position sensor
303: Temperature sensor
304: Flowmeter

Claims (10)

3D 푸드프린터에 있어서,
크림을 포함하는 식품원료가 저장되는 재료저장부;
상기 재료저장부 내에 구비되어 상기 재료저장부에 저장된 식품원료를 식품재료로 가공시키기 위한 원료가공수단;
상기 재료저장부 내에 구비되어 상기 식품원료의 온도를 조절하기 위한 온도조절유닛;
상기 재료저장부의 일측면과 연결되는 본체 프레임;
상기 본체프레임 하단에 구비되어 용기를 고정시키기 위한 고정수단;
고정된 상기 용기 내로 상기 식품재료를 프린팅하되, 입체적으로 프린팅하기 위한 3차원 프린팅 수단;
상기 3차원 프린팅 수단과 상기 재료저장부 사이에 구비되어 상기 재료저장부에 저장된 식품재료를 상기 3차원 프린팅 수단으로 공급하는 재료공급관;
상기 3차원 프린팅수단을 X축, Y축, Z축으로 이동시키기 위한 위치이동수단;
프린팅하고자 하는 이미지를 3차원 이미지로 변환시키는 이미지 변환부; 및
상기 이미지 변환부의 데이터를 전송받아 상기 위치이동수단과 3차원 프린팅수단을 제어함에 따라, 상기 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
In a 3D food printer,
A material storage portion in which a food material containing cream is stored;
A raw material processing means provided in the material storage portion and adapted to process the food material stored in the material storage portion into a food material;
A temperature control unit provided in the material storage unit to control a temperature of the food material;
A body frame connected to one side of the material storage part;
Fixing means provided at the lower end of the main body frame for fixing the container;
A three-dimensional printing means for printing, sterically printing the food material into the fixed container;
A material supply pipe which is provided between the three-dimensional printing means and the material storage unit and supplies the food material stored in the material storage unit to the three-dimensional printing means;
Position shifting means for shifting the three-dimensional printing means in the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis;
An image converter for converting an image to be printed into a three-dimensional image; And
And a controller for receiving the data of the image converting unit and controlling the position shifting unit and the three-dimensional printing unit to print a three-dimensional image into the container. 3D food printer.
제 1항에 있어서,
상기 식품원료는 아이스크림 원액이고,
상기 온도조절유닛은 상기 재료공급부에 냉각사이클을 통한 냉기를 제공하는 냉각수단이며,
상기 원료가공수단은 상기 재료저장부 내에 회전가능하게 설치되고 상기 아이스크림 원액을 교반하여 아이스크림 재료를 생성하는 교반기인 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
The food raw material is an ice cream stock solution,
Wherein the temperature control unit is cooling means for providing coolant through the cooling cycle to the material supply portion,
Wherein the raw material processing means is an agitator which is rotatably installed in the material storage portion and stirs the ice cream stock solution to produce an ice cream material.
제 1항에 있어서,
상기 식품원료는 유크림이고,
상기 원료가공수단은 상기 재료저장부 내에 회전가능하게 설치되고 상기 유크림을 교반하여 휘핑크림을 생성하는 휘핑수단인 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
The food raw material is a milk cream,
Wherein the raw material processing means is a whipping means that is rotatably installed in the material storage portion and generates whipped cream by stirring the oil cream.
제 2항에 있어서,
상기 냉각수단에 의해 냉각되는 아이스크림 재료의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서를 기반으로 상기 냉각수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
3. The method of claim 2,
Further comprising a temperature sensor for measuring in real time the temperature of the ice cream material cooled by the cooling means, wherein the control unit controls the cooling means based on the temperature sensor. 3D food printer for.
제 4항에 있어서,
상기 재료공급관 일측에 구비되어 상기 3차원 프린팅 수단으로 공급되는 아이스크림 재료의 유량을 조절하는 공급조절수단; 및 상기 재료공급관 일측에 구비되어 토출되는 재료의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하고 상기 제어부는 상기 유량계에서 측정된 값을 기반으로 상기 공급조절수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
5. The method of claim 4,
A supply adjusting means provided at one side of the material supply pipe to adjust a flow rate of the ice cream material supplied to the three-dimensional printing means; And a flow meter provided at one side of the material supply pipe for measuring a flow rate of the discharged material, wherein the control unit controls the supply control means based on the measured value in the flow meter. ≪ / RTI >
제 2항 또는 제3항에 있어서,
상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 공기를 공급하는 공기공급부;
상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 향료를 공급하는 향료공급수단; 및
상기 재료저장부에 저장된 재료 내로 첨가제를 공급하는 첨가제공급수단; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 2 or 3,
An air supply unit for supplying air into the material stored in the material storage unit;
Perfume supply means for supplying perfume into the material stored in the material storage portion; And
An additive supply means for supplying the additive into the material stored in the material storage portion; Wherein the at least one of the at least one creamer and the at least one creamer is at least one of the following.
제 1항에 있어서,
상기 재료저장부 내부를 복수의 구역으로 구획하는 적어도 하나의 격벽이 구비되며,
복수의 구역 내에 서로 다른 식품재료가 저장, 가공되며, 각각의 구역 내의 식품재료는 재료공급관을 통해 각각 복수의 3차원 프린팅 수단으로 공급되며,
상기 제어부는 상기 이미지 변환부의 데이터를 전송받아 상기 위치이동수단과 복수의 상기 3차원 프린팅수단 각각을 제어함에 따라, 상기 용기 내로 3차원 이미지를 프린팅하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
At least one partition wall dividing the inside of the material storage into a plurality of spaces,
Different food materials are stored and processed in a plurality of zones, and the food materials in each zone are supplied to a plurality of three-dimensional printing means through a material supply pipe, respectively,
Wherein the controller prints the three-dimensional image into the container by receiving the data of the image converting unit and controlling the position shifting unit and the plurality of three-dimensional printing units, respectively, 3D food printer for.
제 1항에 있어서,
상기 3차원 프린팅수단은,
상기 위치이동수단에 의해 이동되는 본체하우징;
상기 본체하우징의 하단부에 구비되는 분사노즐; 및
상기 재료공급관으로부터 공급되는 식품재료를 상기 분사노즐을 통해 분사하도록 상기 제어부에 의해 제어되는 재료압출모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein the three-dimensional printing means comprises:
A main body housing moved by the position moving means;
An injection nozzle provided at a lower end of the main body housing; And
And a material extrusion motor controlled by the control unit to inject the food material supplied from the material supply pipe through the injection nozzle.
제1항에 있어서,
상기 위치이동수단은,
상기 3차원 프린팅수단을 X축을 따라 이동시키기 위한 제1이동부;
상기 3차원 프린팅수단을 Z축을 따라 이동시키기 위한 제2이동부; 및
상기 3차원 프린팅수단을 Y축을 따라 이동시키기 위한 제3이동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
The position shifting means,
A first moving unit for moving the three-dimensional printing means along the X axis;
A second moving unit for moving the three-dimensional printing means along the Z axis; And
And a third moving part for moving the three-dimensional printing means along the Y-axis.
제1항에 있어서,
상기 이미지 변환부는,
G-code를 이용하여 2차원 이미지를 3차원 이미지로 변환하고, 상기 2차원 이미지는 기 저장된 이미지와 휴대단말기에 저장된 이미지 및 실시간 촬영 이미지 중 어느 하나이고,
상기 고정수단에 고정된 용기의 사이즈를 측정하기 위한 측정센서; 및
상기 고정수단에 고정된 용기를 기준으로 상기 3차원 프린팅수단의 위치를 센싱하는 위치센서;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 크림을 주원료로 하는 식품을 제조하기 위한 3D 푸드 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein the image conversion unit comprises:
Dimensional image is converted into a three-dimensional image using G-code, the two-dimensional image is one of a previously stored image, an image stored in the portable terminal, and a real-
A measurement sensor for measuring the size of the container fixed to the fixing means; And
And a position sensor for sensing the position of the three-dimensional printing means on the basis of the container fixed to the fixing means.
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