一種遠端供料的食品3d打印裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及3D打印，特別是一種遠端供料的食品3D打印裝置。
【背景技術】
[0002]現在市面上的3D食品打印機都是近端供料，或者采用在打印頭頂端增加食品料倉，或者直接用液態食品針筒用擠出機擠出，這些方法因為都是近端供料方法，要么料倉或者針筒過小，在打印過程中需要人工不停的添加食品原料或者更換液體針筒，要么增加料倉或者針筒容積，造成整個運動系統(X軸或者Y軸)負載過大，需要增加電機的功率以及加大打印機尺寸，有效打印區域相應也會變小。另外，傳統的近端供料方式或食品料倉設計難以實現對食品原料進行方便、可靠、準確的溫度控制，以將固體食品原料加熱成理想的熔融狀態，這也影響到打印質量。
【發明內容】
[0003]本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種遠端供料的食品3D打印裝置，通過在遠端進行供料的方式，可方便地設置較大的供料倉進行持續供料，避免在3D食品打印機上不停人工加料，并避免增加電機功率和占用打印機尺寸，同時還能實現對食品原料進行方便、可靠、準確的溫度控制，提高打印質量。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]—種遠端供料的食品3D打印裝置，包括食品進料機構和打印機構，所述食品進料機構連接所述打印機構的食品噴嘴，所述食品進料機構包括遠端供料系統、食品級食品輸送管和溫度控制系統，所述遠端供料系統通過所述食品級食品輸送管連接到所述食品噴嘴，所述溫度控制系統包括設置在所述食品級食品輸送管上的加熱元件和測溫元件，以及與所述加熱元件和所述測溫元件相連的溫度控制單元，所述溫度控制單元基于所述測溫元件反饋的溫度信息控制所述加熱元件對所述食品級食品輸送管進行加熱，以形成熔融狀態的食品送至所述食品噴嘴進行噴射打印。
[0006]進一步地:
[0007]所述加熱元件設置成包裹在所述食品級食品輸送管上的加熱層，一個以上的所述測溫元件沿著所述食品級食品輸送管分布在預定的測溫點位置。
[0008]多個所述加熱元件沿著所述食品級食品輸送管連續分布或間斷式分布，以使所述食品級食品輸送管分為多個可以獨立控溫的加熱區段，每個加熱區段設置有相應的測溫元件，所述溫度控制單元通過多個所述加熱元件及測溫元件對多個所述加熱區段進行多段溫度控制，以使食品原料在所述食品級食品輸送管的不同加熱區段處于對應的溫度狀態。
[0009]所述多段溫度控制至少包括:在所述食品級食品輸送管不靠近所述食品噴嘴的第一加熱區段，所述溫度控制單元控制加熱元件將食品原料加熱至可流動的第一熔融溫度范圍；在所述食品級食品輸送管靠近所述食品噴嘴的第二加熱區段，所述溫度控制單元控制加熱元件將食品原料加熱至適于所述食品噴嘴進行噴射打印的第二熔融溫度范圍，其中所述第二熔融溫度范圍高于所述第一熔融溫度范圍。
[0010]所述食品級食品輸送管為柔性軟管。
[0011]所述食品級食品輸送管外設置有保溫層。
[0012]所述食品級食品輸送管外設置有保溫層，所述保溫層包裹在所述加熱層上。
[0013]所述食品級食品輸送管為柔性軟管，所述保溫層和所述加熱層為柔性材料制成。
[0014]所述食品級食品輸送管上設置有流量控制裝置，用于對食品原料的出料流量進行控制。
[0015]所述流量控制裝置設置在所述食品級食品輸送管與所述食品噴嘴相接的出口處。
[0016]本發明的有益效果:
[0017]本發明中，食品進料機構包括遠端供料系統，遠端供料系統通過所述食品級食品輸送管連接到所述食品噴嘴，并在所述食品級食品輸送管上設置了加熱元件和測溫元件，溫度控制單元基于所述測溫元件反饋的溫度信息控制所述加熱元件對所述食品級食品輸送管進行加熱，以形成熔融狀態的食品送至所述食品噴嘴進行噴射打印。不同于現有的近端供料或在3D食品打印機上設置食品料倉來供料，由于本發明是通過食品級食品輸送管從遠端進行方便的供料，理論上可以無限增大料倉容積，在打印過程中無需在食品打印機上添加食品，避免了打印過程中需要人工在食品打印機上不停加料的問題。同時，并避免增加電機功率和占用打印機尺寸。而且，通過采用食品級食品輸送管的遠端連接傳送方式及其上的加熱元件和測溫元件的設置，本發明的食品3D打印裝置尤其適于對固體食品原料進行方便、可靠、準確的加熱溫度控制，以將固體食品原料加熱成理想的熔融狀態，有效提高打印質量。
[0018]優選的方案能夠獲得進一步的優點。例如，將多個加熱元件沿著食品級食品輸送管連續分布或間斷式分布，使得食品級食品輸送管分為多個可以獨立控溫的加熱區段，每個加熱區段設置有相應的測溫元件，通過多個所述加熱元件及測溫元件對多個所述加熱區段進行多段溫度控制，能夠精準地保證食品原料在輸料單元不同階段獲得不同的溫度狀
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[0019]進一步地，可進行如下多段溫度控制:在所述食品級食品輸送管不靠近所述食品噴嘴的第一加熱區段，所述溫度控制單元控制加熱元件將食品原料加熱至可流動的第一熔融溫度范圍；在所述食品級食品輸送管靠近所述食品噴嘴的第二加熱區段，所述溫度控制單元控制加熱元件將食品原料加熱至適于所述食品噴嘴進行噴射打印的第二熔融溫度范圍，其中所述第二熔融溫度范圍高于所述第一熔融溫度范圍。通過這種多段溫度控制，將固體食品原料先加熱到一個較低加熱溫度，使其達到熔融狀態能夠流動傳送即可，而不需要使其在傳輸過程一直保持噴射打印時所需的較高加熱溫度，以免影響食品的口感或品質。因此，本裝置非常適合巧克力之類的食品3D打印。
[0020]又例如，在食品級食品輸送管設置流量控制裝置，通過流量控制，能夠實現噴嘴部位的出料精度控制，并實現回料控制和流量補償，從而提高打印質量以及成品率。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明一種實施例中的食品進料機構不意圖；
[0022]圖2為圖1所示部位B的局部放大圖；
[0023]圖3為遠端供料系統與打印機采用一體結構的實施例示意圖；
[0024]圖4為遠端供料系統與打印機采用分體結構的實施例示意圖；
[0025]附圖標記說明:
[0026]I—遠端供料系統
[0027]2—食品級食品輸送管
[0028]3 一加熱元件
[0029]4—保溫層
[0030]5—溫度控制單元[0031 ]6—流量控制裝置
[0032]7—食品噴嘴
[0033]10 一打印機機架
[0034]11一X軸驅動系統
[0035]12—Y軸驅動系統
[0036]13—Z軸驅動系統
[0037]14 一打印平臺
[0038]15—打印機控制系統
[0039]16—打印機電源。
【具體實施方式】
[0040]以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0041]參閱圖1至圖4，在一種實施例中，一種遠端供料的食品3D打印裝置，包括食品進料機構和打印機構，所述食品進料機構連接所述打印機構的食品噴嘴7，所述食品進料機構包括遠端供料系統1、食品級食品輸送管2和溫度控制系統，所述遠端供料系統I通過所述食品級食品輸送管2連接到所述食品噴嘴7，所述溫度控制系統包括設置在所述食品級食品輸送管2上的加熱元件3和測溫元件，以及與所述加熱元件3和所述測溫元件相連的溫度控制單元5，所述溫度控制單元5基于所述測溫元件反饋的溫度信息控制所述加熱元件3對所述食品級食品輸送管2進行加熱，以形成熔融狀態的食品送至所述食品噴嘴7進行噴射打印。如圖3-圖4所示，在一種具體實施例中，食品3D打印裝置還可以包括打印機機架10、安裝在打印機機架1上的X軸驅動系統11、Y軸驅動系統12、Z軸驅動系統13、打印平臺14、打印機控制系統15、打印機電源16。其中打印機控制系統15連接X軸驅動系統11、Y軸驅動系統12及Z軸驅動系統13，X軸驅動系統11、Y軸驅動系統12耦合到食品噴嘴7，用于在打印過程中驅動食品噴嘴7在水平方向進行移動，Z軸驅動系統13耦合到打印平臺14，用于在打印過程中驅動打印平臺14在豎直方向進行移動，以實現3D食品的打印。
[0042]應注意，本文中所稱的“遠端”主要體現在遠端供