一種3d食品打印機的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種3D食品打印機，主要解決現有3D食品打印機不能即打即熟且物料輸送困難等問題。該3D食品打印機包括：打印臺，用于承載打印成型的食品；至少一個熟化輸送裝置，用于輸送物料并將物料輸出至打印臺上，在物料的輸送過程中對物料進行加熱以使得物料熟化；驅動機構，用于驅動熟化輸送裝置和/或打印臺運動，以將物料制成特定形狀。本實用新型提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置能夠在輸送機構輸送物料的同時，對物料進行加熱使物料熟化，結構簡單，易于實現小型化，能夠實現物料從生到熟的快速轉變，即時連續的獲得熟化食品，解決現有3D食品打印機只能成型不能熟化或還需后熟化的問題。
【專利說明】
_種3D食品打印機
技術領域
[0001]本實用新型涉及食品加工技術領域，具體涉及一種3D食品打印機。
【背景技術】
[0002]目如的3D食品打印機主要有兩種:
[0003]一種是3D巧克力打印機，使用的原料是可直接食用的(例如巧克力粉或者糖粉等)，它的原理是利用了巧克力融點低、凝固溫度高的特點，進料打印時在出口處稍微加熱到36度以上，即融化成流體可順利打印出來，從打印頭流出形成所設計的造型后在室溫下又自然凝固成型。在構造上，是在現有的普通3D塑料打印機的基礎上，將進料端更換成料斗，此種3D打印機只能打印單一的巧克力材料，實際上只是一種成型設備，具有局限性。
[0004]另一種是3D蛋糕/煎餅打印機，使用的原料為混合均勻的生蛋糕糊/面糊，采用3D巧克力打印機的注射型進料端進料。與3D巧克力打印機不同的是，由于生蛋糕糊/面糊需經過高溫加熱才能熟化，所以該種3D打印機又衍生出兩種型號，一是僅作為3D成型使用，成型后將樣品轉移到烤箱或者煎餅鐺中進行熟化或者采用油炸形式進行熟化，此種型號的3D食品打印機不能做到即打即熟;二是在3D打印平臺上配置加熱平板，但目前僅能將薄薄的煎餅進行熟化，尚不能將蛋糕進行熟化，這類也就是目前的煎餅打印機。上述的3D食品打印機不能直接將生料如面粉、米粉、雜糧等生料直接熟化、均勻輸送和打印成型，非真正意義的食品打印機，可測稱為食品精確成型機。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種3D食品打印機，能夠實現連續性的對食品進行即打即熟。
[0006]一種3D食品打印機，包括:
[0007]打印臺，用于承載打印成型的食品；
[0008]至少一個熟化輸送裝置，用于輸送物料并將物料輸出至所述打印臺上，在物料的輸送過程中對物料進行加熱以使得物料熟化;以及，
[0009]驅動機構，用于驅動所述熟化輸送裝置和/或打印臺運動，以將物料制成特定形狀。
[0010]優選的，所述熟化輸送裝置包括:
[0011]殼體，其上設置有進料口和出料口；
[0012]輸送機構，用于將自所述進料口進入所述殼體內的物料輸送至所述出料口處輸出；
[0013]加熱結構，用于對所述殼體內的物料進行加熱以使得物料熟化；
[0014]優選的，所述進料口包括食品原料進口和液體進口；
[0015]優選的，所述殼體上設置有至少兩個所述食品原料進口；
[0016]優選的，所述殼體上設置有至少兩個所述液體進口；
[0017]優選的，所述殼體上設置有至少兩個所述出料口；
[0018]優選的，所述殼體呈筒狀結構；
[0019]優選的，所述殼體為單一材料制成;或者，
[0020]所述殼體包括本體以及設置于所述本體內的內襯層；
[0021]優選的，所述內襯層的材料為聚四氟乙烯、陶瓷或石英玻璃；
[0022]優選的，所述內襯層套設于所述本體內；
[0023]優選的，所述內襯層插入所述本體內，所述內襯層的外形尺寸自其插入端向另一端方向逐漸增大；
[0024]優選的，所述內襯層上設置有定位凸起，所述本體內壁上設置有與所述定位凸起相配合的定位卡槽；
[0025]優選的，所述內襯層為涂覆于所述本體的內表面上的涂層；
[0026]優選的，所述殼體的出料端可拆卸設置有出料模具；
[0027]優選的，所述輸送機構包括螺桿機構；
[0028]優選的，所述螺桿機構包括相互配合的至少兩個螺桿；
[0029]優選的，包括第一螺桿和第二螺桿；
[0030]所述第一螺桿和所述第二螺桿的旋向相同或相反；
[0031]所述第一螺桿和所述第二螺桿的轉動方向相同或相反；
[0032]優選的，所述第一螺桿的長徑比為1:10至1:30，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，螺旋傾角為10至18° ;和/或，
[0033]第二螺桿的長徑比為1:10至1:30，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，螺旋傾角為10至18°;
[0034]優選的，所述加熱結構設置于所述殼體的內部和/或外部；
[0035]所述加熱結構采用電加熱、紅外加熱、電磁波加熱、燃氣加熱、油加熱和/或水道加執.JtW ，
[0036]優選的，所述加熱結構包括至少兩段加熱段，所述至少兩段加熱段沿所述殼體內物料的輸送方向依次排列設置；
[0037]優選的，所述至少兩段加熱段分別具有不同的加熱溫度；
[0038]優選的，還包括用于驅動所述螺桿轉動的驅動裝置；
[0039]優選的，所述驅動裝置經傳動機構與所述螺桿連接，所述傳動機構用于將所述驅動裝置的單軸輸入動力轉換成驅動至少兩個螺桿轉動的多軸輸出動力；
[0040]優選的，所述傳動機構包括行星齒輪傳動機構；
[0041 ]優選的，還包括控制系統，用于控制所述加熱結構的加熱溫度、所述輸送機構輸送物料的速度和/或所述進料口處的進料速度。
[0042]優選的，還包括喂料器，用于向所述熟化輸送裝置供料；
[0043]優選的，所述喂料器包括料斗，所述料斗上開有進料口和出料口，所述出料口處設置有隔欄；
[0044]所述料斗內設置有撥動結構，用于攪動所述料斗內的物料；
[0045]優選的，所述撥動結構包括轉軸以及設置于所述轉軸上的攪拌件，所述轉軸轉動帶動所述攪拌件攪動所述料斗內的物料；
[0046]優選的，包括至少兩個攪拌件，所述至少兩個攪拌件沿所述轉軸的軸向間隔設置；
[0047]優選的，相鄰所述攪拌件之間呈預定角度設置；
[0048]優選的，所述攪拌件包括第一攪拌桿以及設置于所述第一攪拌桿兩端的第二攪拌桿，所述第二攪拌桿的一端與所述第一攪拌桿的端部連接，另一端與所述轉軸連接；
[0049]優選的，所述第一攪拌桿的形狀與所述料斗的內壁相適配；
[0050]優選的，所述出料口的中部設置有支撐環，包括多個所述隔欄，所述隔欄的一端連接支撐環，另一端連接所述出料口內壁；
[0051]優選的，所述轉軸的一端穿入所述支撐環并支撐于所述支撐環上；
[0052]優選的，還包括驅動所述轉軸轉動的喂料器驅動裝置，所述轉軸的一端支撐于所述支撐環上，另一端與所述喂料器驅動裝置連接；
[0053]優選的，所述料斗上靠近所述出料口的一端呈倒錐體形；
[0054]優選的，還包括控制系統，用于控制喂料器的喂料速度。
[0055]優選的，還包括液體供給裝置，用于向所述熟化輸送裝置輸入液體；
[0056]優選的，所述液體供給裝置上設有流量調節裝置，用于調節液體的輸送速度；
[0057]優選的，還包括控制系統，用于控制所述流量調節裝置調節液體的輸送速度；
[0058]優選的，所述控制系統控制所述流量調節裝置調節液體的輸送速度以使得由所述熟化輸送裝置輸出的物料粘度達到1.3Pa.s以上。
[0059]優選的，還包括儲料裝置，用于存儲物料。
[0060]優選的，包括多個所述熟化輸送裝置，多個所述熟化輸送裝置內輸送的物料相同或不同；
[0061]還包括控制系統，用于控制多個所述熟化輸送裝置的出料順序及出料量。
[0062]優選的，還包括控制系統，用于控制所述驅動機構驅動所述熟化輸送裝置和/或打印臺按設定軌跡運動以將物料制成特定形狀。
[0063]本實用新型的有益效果是:
[0064]本實用新型提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置能夠在輸送機構輸送物料的同時，對物料進行加熱使得物料熟化，結構簡單，易于實現小型化，能夠實現物料從生到熟的快速轉變，即時連續的獲得熟化的食品，使用方便從而實現即打即熟，解決現有3D食品打印機只能成型不能熟化或還需后熟化的問題。
【附圖說明】
[0065]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0066]圖1是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的立體圖；
[0067]圖2是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的主視圖；
[0068]圖3是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置的立體圖；
[0069]圖4是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置的主視圖；
[0070]圖5是圖4中B-B向剖視圖；
[0071 ]圖6是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置的俯視圖；
[0072]圖7是圖6中A-A向剖視圖；
[0073]圖8是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置的殼體的結構示意圖；
[0074]圖9是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的喂料器的立體圖；
[0075]圖10是圖9中C處的放大圖；
[0076]圖11是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的喂料器的主視圖；
[0077]圖12是圖11中D-D向剖視圖；
[0078]圖13是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的喂料器的爆炸圖；
[0079]圖14是本實用新型裝置實施例提供的3D食品打印機的喂料器的左視圖。
[0080]圖中，丨、打印臺；
[0081 ] 2、熟化輸送裝置;21、殼體;211、食品原料進口； 212、液體進口； 213、容腔;214、出料口； 215、出料模具;216、本體;217、內襯層;2171、凸臺；2172、平面;221、第一螺桿;222、第二螺桿;23、加熱套;231、豁口； 232、卡邊;24、箱體;241、散熱結構;25、傳動機構；
[0082]3、驅動機構；311、￥向臺面;312、￥向滑軌；313、￥向驅動裝置;321、乂向臺面;322、父向滑軌;323、X向驅動裝置;331、Z向驅動裝置；
[0083]4、喂料器;41、料斗；411、第一筒體;4111、進料口 ;412、第二筒體;413、第三筒體;414、倒錐體;415、第四筒體;4151、出料口；42、隔欄;43、支撐環;44、轉軸;441、第一段;442、第二段;443、第三段;451、第一攪拌件；452、第二攪拌件;453、第一攪拌桿;454、第二攪拌桿;46、喂料器驅動裝置。
【具體實施方式】
[0084]以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。在下文對本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。為了避免混淆本實用新型的實質，公知的方法、過程、流程、元件并沒有詳細敘述。
[0085]本文中所述的“物料”指的是輸入殼體內的各種食物原料。
[0086]方法實施例:
[0087]本實用新型提供了一種3D食品打印方法，該方法為，通過3D食品打印機將物料制成特定形狀，在物料的輸送路線上，對物料進行加熱以使得物料熟化。
[0088]本實施例提供的3D食品打印方法在物料的輸送路線上對物料進行加熱，能夠實現物料從生到熟的快速轉變，即時連續的獲得熟化的食品，使用方便從而實現即打即熟，解決現有3D食品打印機只能成型不能熟化或還需后熟化的問題。
[0089]進一步的，可提供液態料和固態料，將液態料和固態料在輸送路線上進行混合并加熱，通過調整液態料和固態料的比例使得輸出的物料粘度達到1.3Pa.s以上。由于輸出的熟化食品具有一定的粘度，不受重力影響，因此也可應用于載人航天領域。
[0090]進一步的，物料的輸送路線可以是一條也可以是多條，當輸送路線為多條時，每一條輸送路線上輸送的物料可以相同也可以不同，提高制成食品的多元化。例如，在一條輸送路線上輸送肉餡，另一條輸送路線上輸送面粉，即可打印出肉餡餃子，以此類推，根據想要獲得的食品類型來確定輸送路線的條數以及每條輸送路線上輸送的物料種類。
[0091 ]裝置實施例:
[0092]下面參照圖1至圖14說明本實用新型的3D食品打印機的實施例。
[0093]如圖1和圖2所示，本實用新型提供的3D食品打印機包括打印臺1、熟化輸送裝置2和驅動機構3。打印臺I用于承載打印成型的食品，熟化輸送裝置2用于輸送物料并將物料輸出至打印臺I上，在物料的輸送過程中對物料進行加熱以使得物料熟化，驅動機構3用于驅動熟化輸送裝置2和/或打印臺I運動，以將物料制成特定形狀。
[0094]本實施例提供的3D食品打印機的熟化輸送裝置2能夠在輸送機構輸送物料的同時，對物料進行加熱使得物料熟化，易于實現小型化，可廣泛應用于家庭、賓館及餐飲店等場所的使用，由于輸出的熟化食品的粘度大，不受重力影響，因此也可應用于載人航天領域。能夠實現物料從生到熟的快速轉變，即時連續的獲得熟化的食品，從而實現即打即熟，解決現有3D食品打印機只能成型不能熟化或還需后熟化的問題。
[0095]在一個優選實施例中，打印臺I可以設置為托盤形狀，采用不銹鋼等食品衛生等級的材料。
[0096]在一個優選實施例中，如圖3至圖8所示，熟化輸送裝置2包括殼體21、輸送機構以及加熱結構。其中，在殼體I上設置有進料口和出料口 214，分別用于進料和出料。輸送機構用于將自進料口進入殼體21內的物料輸送至出料口 214處輸出。而加熱結構用于對殼體I內的物料進行加熱以使得物料熟化。
[0097]在一個優選實施例中，進料口包括食品原料進口211和液體進口 212，均位于殼體21的一端，出料口 214位于另一端。在食品原料進口 211處可向殼體21內加入需要熟化的食品原料，例如玉米面、面粉、米粉、小米粉、高粱粉、雜糧粉等粉料，當然，其他原料也可，如各種蔬菜、水果、堅果等，根據使用者的需求添加即可。食品原料進口 211可以為一個，也可以為至少兩個，單一的原料可由一個食品原料進口211進入殼體21內，而如需多種原料混合后熟化，則優選每一種原料分別由不同的食品原料進口211進入殼體21內。在液體進口212處可向殼體21內加入水、牛奶、椰奶、油脂等液體與食品原料混合，增加食品熟化后的口感。當然，液體進口 212與食品原料進口 211類似，也可以為一個或至少兩個。類似的，出料口 214也可以為一個或至少兩個。
[0098]在一個優選實施例中，輸送機構包括螺桿機構，通過螺桿不僅能夠實現對物料的推進，還能夠對物料進行攪拌，使得粉料、液體混合均勻，輸送流暢，進一步提高熟化食品的均一性和口感。
[0099]進一步優選的，螺桿機構包括相互配合的至少兩個螺桿，通過螺桿之間的相互嚙合能夠大大提高物料的混合程度，另外，螺桿對物料有很好的分散作用，使得物料的受熱均勻。例如，如圖4和圖6所示，包括兩個螺桿，分別為第一螺桿221和第二螺桿222，第一螺桿221和第二螺桿222相互嚙合，殼體21呈筒狀，其內部形成容納第一螺桿221和第二螺桿222的容腔213，第一螺桿221以及第二螺桿222的螺紋與容腔213壁相配合。第一螺桿221和第二螺桿222的旋向可以相同也可以相反，第一螺桿221和第二螺桿222的轉動方向可以相同也可以相反，優選的，第一螺桿221和第二螺桿222的旋向和轉動方向均相同。
[0100]其中，第一螺桿211的長徑比為1:1O至1: 30，進一步優選為1:25，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，進一步優選為0.7毫米，螺旋傾角為10至18°，進一步優選為14.3°。第二螺桿12的長徑比為1:1O至1: 30，進一步優選為1:25，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，進一步優選為0.7毫米，螺旋傾角為10至18°，進一步優選為1:25。
[0101]當然，可以理解的是，輸送機構不局限于是螺桿機構，其他能夠實現物料輸送的機構均可，如可在殼體21內往復運動的推板等等。
[0102]殼體21可以為單一材料制成，如不鎊鋼等食品級的材料，為了提尚殼體21的使用壽命，也可以將殼體21設置為如圖7所示的結構，其包括本體216以及設置于本體216內的內襯層217，螺桿機構與內襯層217配合。內襯層217采用耐高溫、耐磨且為食品級的材料，如聚四氟乙烯、陶瓷、石英玻璃等，考慮到加工安裝問題，優選采用聚四氟乙烯。內襯層217的設置方式可以是套設于本體216內，例如，將內襯層217成型后，插入本體216中，內襯層217的外形尺寸自其插入端向另一端方向逐漸增大，優選形成一個錐臺形，方便內襯層217的安裝，在內襯層217的端部還設置有凸臺2171，便于對內襯層217進行定位。為了防止內襯層217與本體216之間相對轉動，可在內襯層217的外周上設置定位結構，定位結構不限，可以是定位凸起，定位平面等等。例如，在內襯層217上設置定位凸起，在本體216內壁上設置于定位凸起相配合的定位卡槽，通過定位凸起插入定位卡槽中實現對內襯層217的定位。也可以是，將內襯層217外周的至少一個面做成平面2172，本體216的內周面形狀與內襯層217的外形相適配，從而防止內襯層217的轉動。當然，內襯層217的設置方式不局限于上述形式，也可是采用涂覆的方式涂覆于本體216的內表面上形成涂層。內襯層217的厚度不能過厚也不能過薄，過厚會影響傳熱效果，過薄則容易被磨穿失去對本體216的保護，優選的，內襯層217最薄位置的厚度為2至5毫米。
[0103]加熱結構可以位于殼體21內，也可以位于殼體21外部，可采用電加熱、紅外加熱、電磁波加熱、燃氣加熱、油加熱、水道加熱等等。例如，圖3給出了采用電加熱方式的實施例，如圖所示，加熱結構為套于殼體21外部的加熱套23，加熱套23的內壁優選與殼體21的外壁貼合。加熱套23內設置有電加熱絲，通過電加熱絲對殼體21內的物料進行加熱。為方便加熱套23的安裝，加熱套23的一側設置有豁口 231，殼體21可經豁口 231卡入加熱套23內，為方便卡入，在豁口 231的兩側分別設置有翹起的卡邊232。
[0104]進一步優選的，加熱結構包括至少兩段加熱段，至少兩段加熱段沿殼體21內物料的輸送方向依次排列設置，至少兩段加熱段分別具有不同的加熱溫度，優選的，自進料端向出料端的方向，加熱段的加熱溫度逐漸升高，從而實現對殼體21內物料的梯度加熱，進一步提高熟化食品的質量。例如，如圖3所示，有四個加熱套23，三個加熱套23沿殼體21的長度方向依次間隔排布，另外一個加熱套23設置在殼體21的出料口 214位置。可根據殼體21內物料種類對加熱套23設定不同的加熱溫度，例如，當殼體21內為面粉與水的混合物時，沿物料輸送方向，四個加熱套23的加熱溫度依次為60°C，80°C，90°C ,100C。再例如，當殼體21內為玉米面與水的混合物時，沿物料輸送方向，四個加熱套23的加熱溫度依次為70°C，85°C，100°C，110。。。
[0105]進一步的，還包括用于驅動螺桿轉動的驅動裝置，例如，驅動裝置可以為電機。當螺桿為至少兩個時，還包括傳動機構25，驅動裝置經傳動機構25與螺桿連接。通過傳動機構25將電機的單軸輸入動力轉換成驅動至少兩個螺桿轉動的多軸輸出動力。在一個優選實施例中，傳動機構25包括行星齒輪傳動機構。電機和傳動機構25均位于箱體24中，箱體24上設置有散熱結構241，如翅片等。
[0106]當螺桿的長度較長時，如果其只有一端支撐，形成懸臂梁，容易造成螺桿與殼體21之間的干涉，為解決這一問題，可在螺桿的另一端設置支撐結構，螺桿的端部可通過支撐結構支撐于殼體21內，提高螺桿的運行穩定性。支撐結構的具體結構不限，能夠對螺桿形成可轉動的支撐即可，例如，在端部設置支撐架，支撐架內設置軸承，螺桿穿設在軸承內。
[0107]為了控制輸出的食品的形狀，可在殼體21的出料端設置出料模具215，通過出料模具215來改變出料的造型，出料口214設置在出料模具215上，出料模具215與殼體21為可拆卸連接，當需要更改出料造型時，只需更換相應的出料模具215即可，通過更換不同的出料模具215可制備出空心面、夾心面等食品。
[0108]進一步的，還包括喂料器4，用于向熟化輸送裝置2供料，如圖1所示，喂料器設置于輸送機構的食品原料進口 211上。如圖9至圖14所示，喂料器包括料斗41，料斗41上開有進料口 4111和出料口 4151，分別用于進料和出料。如圖10所示，在出料口 4151處設置有隔欄42，通過隔欄42對物料起到一定的阻擋作用，避免喂料過多。在料斗41內還設置有撥動結構，撥動結構能夠對料斗41內的物料進行攪動，破壞物料的結構平衡，避免物料在出料口 4151處堵塞，從而保證喂料的均勻性。
[0109]在一個優選實施例中，如圖13所示，料斗41為分體式結構，其包括進料段和出料段。
[0110]其中，進料段包括相互連接的第一筒體411和第二筒體412，第二筒體412—端連接第一筒體411，另一端連接出料段。第一筒體411的外徑小于第二筒體412的外徑。進料口4111開在第一筒體411的周壁上，一般進料口 4111開的較大，優選的，進料口 4111延展至第一筒體411的半個圓周。
[0111]出料段包括相互連接的三段，依次為第三筒體413、倒錐體414和第四筒體415，第四筒體415自由端的端口形成出料口 4151。第三筒體413與第二筒體412連接，兩者的外徑相同。第一筒體411、第二筒體412、第三筒體413、倒錐體414和第四筒體415的中軸線重合。
[0112]隔欄42設置在第四筒415體內，優選的，包括多條隔欄42，隔欄42的排布方式不限，能夠對物料形成一定的阻擋即可。例如，多條隔欄42形成網狀結構，網狀結構的網格形成出料孔，或者，多條隔欄42形成由出料口4151中部向外周方向的放射形結構，相鄰隔欄42之間形成出料孔，再或者，如圖10所示，在出料口 4111的中部設置支撐環43，隔欄42的一端連接支撐環43，另一端連接第四筒體415的內壁，多個隔欄42優選沿圓周方向均布。
[0113]在一個優選實施例中，撥動結構包括轉軸44以及設置于轉軸44上的攪拌件，轉軸44轉動可帶動攪拌件對料斗41內的物料進行攪動。進一步優選的，還可設置喂料器驅動裝置46，通過喂料器驅動裝置46帶動轉軸44轉動，實現自動控制。喂料器驅動裝置46的具體結構不限，能夠為轉軸44轉動提供動力即可，例如電機、旋轉氣缸等。喂料器驅動裝置46固定在第一筒體411上。
[0114]進一步的，包括至少兩個攪拌件，至少兩個攪拌件沿轉軸44的軸向間隔設置，從而提高攪動效果。還可將攪拌件之間設置為呈一預定角度，進一步提高攪動效果。例如，如圖12和圖13所示，包括第一攪拌件451和第二攪拌件452，第一攪拌件451位于第四筒體415內，第二攪拌件452位于倒錐體414內。兩個攪拌件均包括第一攪拌桿453以及設置于第一攪拌桿453兩端的第二攪拌桿454，第二攪拌桿454的一端與第一攪拌桿453的端部連接，另一端與轉軸44連接。第一攪拌桿453的形狀與料斗41的內壁相適配，S卩，由于第四筒體415是直筒，因此第一攪拌件451的第一攪拌桿453是豎直的，而倒錐體414的內壁是傾斜的，因此第二攪拌件452的第一攪拌桿453也是傾斜設置。第一攪拌件451和第二攪拌件452之間是相互垂直的。進一步優選的，第一攪拌件451的第二攪拌桿454穿出轉軸44設置。
[0115]進一步的，為保證轉軸44的轉動可靠性，對轉軸44進行兩端支撐，即，其一端于喂料器驅動裝置46的驅動軸連接，另一端穿入支撐環43內，將轉軸44穿入支撐環43的一端設置成階梯軸，從而使得轉軸44能夠轉動支撐于支撐環43上。轉軸44包括與喂料器驅動裝置46的驅動軸連接的第一段441、與攪拌件連接的第二段442以及連接第一段441和第二段442的第三段443，其中，第二段442的直徑小于第一段441的直徑，第三段443呈圓錐體形，在第一段441和第二段442之間形成過渡，提高了結構的可靠性。
[0116]進一步的，還可設置儲料裝置，用于存儲物料，儲料裝置可與喂料器4連接，實現連續供料。
[0117]進一步的，還包括液體供給裝置(圖中未示出)，用于向熟化輸送裝置2輸入液體。液體供給裝置與輸送機構殼體21上的液體進口 212連接。液體供給裝置的液體驅動裝置可以但不局限于是栗，液體供給裝置上設置有流量調節裝置，例如流量閥，通過流量調節裝置可調節液體的輸送速度，從而方便調節熟化輸送裝置2內的粉料和液體的比例，從而調節熟化輸送裝置2輸出的物料粘度，當達到1.3Pa.s以上時，可不受重力影響，從而可應用于航天領域。當然，也可以不設置流量調節裝置，通過具有流量調節功能的栗來調節輸入液體的流量。
[0118]熟化輸送裝置2可以為圖1中所示的一個，也可以是多個。當熟化輸送裝置2為一個時，可以制作單一材料的食品或者通過更換出料模具實現夾心食品的制作。當熟化輸送裝置2為多個時，每個熟化輸送裝置2輸送的物料可以相同也可以不同，提高制成食品的多元化。例如，在一個熟化輸送裝置2內輸送肉餡，另一個熟化輸送裝置2內輸送面粉，即可打印出肉餡餃子，再例如，在一個熟化輸送裝置2內輸送蝦仁，另一個熟化輸送裝置2內輸送韭菜，還有一個熟化輸送裝置2內輸送面粉，即可打印出韭菜蝦仁餡的餃子。以此類推，根據想要獲得的食品類型來確定熟化輸送裝置2的數量以及每個熟化輸送裝置2輸送的物料種類。
[0119]在一個優選實施例中，驅動機構3包括設置于打印臺I之下的X向驅動機構和Y向驅動機構，通過X向驅動機構和Y向驅動機構可帶動打印臺I沿X方向和Y方向運動。Y向驅動機構包括Y向臺面311、設置于Y向臺面311上的Y向滑軌312以及Y向驅動裝置313，X向驅動機構可在Y向驅動裝置313的驅動下沿Y向滑軌312滑動。X向驅動機構包括X向臺面321、設置于X向臺面321上的X向滑軌322以及X向驅動裝置323，打印臺I可在X向驅動裝置的驅動下沿X向滑軌322滑動。驅動機構還包括設置于熟化輸送裝置2下方的Z向驅動機構，通過Z向驅動機構可帶動熟化輸送裝置2沿Z方向運動。Z向驅動機構包括Z向滑軌(圖中未示出)和Z向驅動裝置331，熟化輸送裝置2可在Z向驅動裝置331的驅動下沿Z向滑軌滑動。X向驅動裝置323、Y向驅動裝置313以及Z向驅動裝置的具體結構不限，能夠實現上述功能即可，例如驅動電機、驅動氣缸等。將三個方向的驅動機構分開設置能夠降低運動誤差的累積，從而提高打印的精確度。當然，三個方向的驅動機構不局限于上述布置形式，能夠實現三個方向的打印即可，例如將三個方向的驅動機構均設置在打印臺I下，或者將三個方向的驅動機構均設置在熟化輸送裝置2下等等。
[0120]進一步的，還包括控制系統，通過控制系統來控制整個3D打印機的工作。控制系統對熟化輸送裝置2的控制包括:控制加熱結構的加熱溫度、輸送機構輸送物料的速度等等，例如，在一個實施例中，控制系統控制通過加熱電阻絲的電流大小和螺桿的轉速等等。當有多個熟化輸送裝置2時，控制系統還控制多個熟化輸送裝置2的出料順序并分別控制各個熟化輸送裝置2的出料量。控制系統對喂料器4的控制包括:控制喂料器4是否進行喂料以及喂料的速度，例如，在一個實施例中，控制系統控制轉軸44的轉停以及轉軸44的轉動速度。控制系統對液體供給裝置的控制包括:控制流量調節裝置調節液體的輸送速度，可通過控制液體的輸送速度以及喂料器4的喂料速度使得熟化輸送裝置2輸出的物料粘度達到1.3Pa.s以上，從而可應用于航天領域。控制系統對驅動機構的控制包括:按與用戶選定的食品類型相對應的程序控制熟化輸送裝置2和/或打印臺I的運動軌跡，從而將物料制成用戶所需的形狀。
[0121]控制系統還包括一個操作面板，用戶可通過操作面板進行開啟、關閉、食品種類選擇等操作，控制系統根據接收到的操作指令控制3D食品打印機的運行。操作面板可以是機械按鍵加顯示屏的形式，也可以是觸摸屏的形式。
[0122]另外，為保護3D食品打印機的內部結構，還可在3D食品打印機的外部設置外罩，將外罩設置為可開合結構，當需要進行食品打印時將外罩打開，不使用時關閉。
[0123]該3D食品打印機的工作過程為，用戶選擇需要打印的食品類型，然后開啟3D食品打印機，控制系統控制喂料器和液體供給裝置分別向熟化輸送裝置內輸入粉料和液體，粉料和液體在熟化輸送裝置內混合并熟化后輸出至打印臺上，同時，控制系統控制熟化輸送裝置2和打印臺I按與用戶選定的食品類型相對應的運動軌跡運動，從而將物料制成用戶所需的形狀。
[0124]此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0125]同時，應當理解，示例實施例被提供，以使本公開是全面的，并將其范圍充分傳達給本領域技術人員。很多特定細節(例如特定部件、設備和方法的示例)被給出以提供對本公開的全面理解。本領域技術人員將明白，不需要采用特定細節，示例實施例可以以很多不同的形式被實施，并且示例實施例不應被理解為限制本公開的范圍。在一些示例實施例中，眾所周知的設備結構以及眾所周知的技術沒有詳細描述。
[0126]當一元件或層被提及為在另一元件或層“上”、“被接合到”、“被連接到”或“被聯接至Γ另一元件或層時，其可直接在另一元件或層上、被直接接合、連接或聯接到另一元件或層，或者可存在中間元件或層。相比之下，當一元件被提及為“直接”在另一元件或層“上”、“直接被接合到”、“直接被連接到”或“直接被聯接到”另一元件或層時，可不存在中間元件或層。用于描述元件之間關系的其它詞語應該以相似方式被解釋(例如，“之間”與“直接在之間”，“鄰近”與“直接鄰近”等)。如在此使用的，術語“和/或”包括一個或更多關聯的所列項目中的任一或全部組合。
[0127]雖然術語第一、第二、第三等在此可被用于描述各個元件、部件、區域、層和/或區段，但是這些元件、部件、區域、層和/或區段不應該被這些術語限制。這些術語可僅用于將一個元件、部件、區域、層或區段與另一元件、區域、層或區段區分開。諸如“第一”、“第二”的術語和其它數值術語當在此使用時不意味著次序或順序，除非上下文明確指出。因而，下面討論的第一元件、部件、區域、層或區段可被稱為第二元件、部件、區域、層或區段，而不背離示例實施例的教導。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0128]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領域技術人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種3D食品打印機，其特征在于，包括: 打印臺(I)，用于承載打印成型的食品； 至少一個熟化輸送裝置(2)，用于輸送物料并將物料輸出至所述打印臺(I)上，在物料的輸送過程中對物料進行加熱以使得物料熟化;以及， 驅動機構(3)，用于驅動所述熟化輸送裝置(2)和/或打印臺(I)運動，以將物料制成特定形狀。2.根據權利要求1所述的3D食品打印機，其特征在于，所述熟化輸送裝置(2)包括: 殼體(21)，其上設置有進料口和出料口(214); 輸送機構，用于將自所述進料口進入所述殼體(21)內的物料輸送至所述出料口(214)處輸出； 加熱結構，用于對所述殼體(21)內的物料進行加熱以使得物料熟化。3.根據權利要求2所述的3D食品打印機，其特征在于，所述進料口包括食品原料進口(211)和液體進口(212); 所述殼體(21)上設置有至少兩個所述食品原料進口 ； 所述殼體(21)上設置有至少兩個所述液體進口( 212); 所述殼體(21)上設置有至少兩個所述出料口( 214); 所述殼體(21)呈筒狀結構； 所述殼體(21)為單一材料制成;或者， 所述殼體(21)包括本體(216)以及設置于所述本體(216)內的內襯層(217); 所述內襯層(217)的材料為聚四氟乙烯、陶瓷或石英玻璃； 所述內襯層(217)套設于所述本體(216)內； 所述內襯層(217)插入所述本體(216)內，所述內襯層(217)的外形尺寸自其插入端向另一端方向逐漸增大； 所述內襯層(21)上設置有定位凸起，所述本體(216)內壁上設置有與所述定位凸起相配合的定位卡槽； 所述內襯層(217)為涂覆于所述本體(216)的內表面上的涂層； 所述殼體(21)的出料端可拆卸設置有出料模具(215); 所述輸送機構包括螺桿機構； 所述螺桿機構包括相互配合的至少兩個螺桿； 包括第一螺桿(211)和第二螺桿(212); 所述第一螺桿(211)和所述第二螺桿(212)的旋向相同或相反； 所述第一螺桿(211)和所述第二螺桿(212)的轉動方向相同或相反；所述第一螺桿(211)的長徑比為1:10至1:30，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，螺旋傾角為10至18° ;和/或， 第二螺桿(212)的長徑比為1:10至1: 30，螺距自進料端向出料端逐漸減小，齒高為0.5至3毫米，螺旋傾角為10至18° ; 所述加熱結構設置于所述殼體(21)的內部和/或外部； 所述加熱結構采用電加熱、紅外加熱、電磁波加熱、燃氣加熱、油加熱和/或水道加熱； 所述加熱結構包括至少兩段加熱段，所述至少兩段加熱段沿所述殼體(I)內物料的輸送方向依次排列設置； 所述至少兩段加熱段分別具有不同的加熱溫度； 還包括用于驅動所述螺桿轉動的驅動裝置； 所述驅動裝置經傳動機構(25)與所述螺桿連接，所述傳動機構(25)用于將所述驅動裝置的單軸輸入動力轉換成驅動至少兩個螺桿轉動的多軸輸出動力； 所述傳動機構(25)包括行星齒輪傳動機構； 還包括控制系統，用于控制所述加熱結構的加熱溫度、所述輸送機構輸送物料的速度和/或所述進料口處的進料速度。4.根據權利要求1所述的3D食品打印機，其特征在于:還包括喂料器(4)，用于向所述熟化輸送裝置(2)供料。5.根據權利要求4所述的3D食品打印機，其特征在于:所述喂料器包括料斗(41)，所述料斗(41)上開有進料口(4111)和出料口(4151)，所述出料口(4151)處設置有隔欄(42); 所述料斗(41)內設置有撥動結構，用于攪動所述料斗(41)內的物料。6.根據權利要求5所述的3D食品打印機，其特征在于:所述撥動結構包括轉軸(44)以及設置于所述轉軸(44)上的攪拌件(451、452)，所述轉軸(44)轉動帶動所述攪拌件(451、452)攪動所述料斗(41)內的物料； 包括至少兩個攪拌件(451、452)，所述至少兩個攪拌件(451、452)沿所述轉軸(44)的軸向間隔設置； 相鄰所述攪拌件(451、452)之間呈預定角度設置； 所述攪拌件(451、452)包括第一攪拌桿(453)以及設置于所述第一攪拌桿(453)兩端的第二攪拌桿(454)，所述第二攪拌桿(454)的一端與所述第一攪拌桿(453)的端部連接，另一端與所述轉軸(44)連接； 所述第一攪拌桿(453)的形狀與所述料斗(41)的內壁相適配； 所述出料口(4151)的中部設置有支撐環(43)，包括多個所述隔欄(42)，所述隔欄(42)的一端連接支撐環(43)，另一端連接所述出料口(4151)內壁； 所述轉軸(44)的一端穿入所述支撐環(43)并支撐于所述支撐環(43)上； 還包括驅動所述轉軸(44)轉動的喂料器驅動裝置(46)，所述轉軸(44)的一端支撐于所述支撐環(43)上，另一端與所述喂料器驅動裝置(46)連接； 所述料斗(41)上靠近所述出料口(4151)的一端呈倒錐體形； 還包括控制系統，用于控制喂料器的喂料速度。7.根據權利要求1所述的3D食品打印機，其特征在于:還包括液體供給裝置，用于向所述熟化輸送裝置(2)輸入液體； 所述液體供給裝置上設有流量調節裝置，用于調節液體的輸送速度； 還包括控制系統，用于控制所述流量調節裝置調節液體的輸送速度； 所述控制系統控制所述流量調節裝置調節液體的輸送速度以使得由所述熟化輸送裝置(2)輸出的物料粘度達到1.3Pa.s以上。8.根據權利要求1所述的3D食品打印機，其特征在于:還包括儲料裝置，用于存儲物料。9.根據權利要求1至8任一項所述的3D食品打印機，其特征在于:包括多個所述熟化輸送裝置(2)，多個所述熟化輸送裝置(2)內輸送的物料相同或不同； 還包括控制系統，用于控制多個所述熟化輸送裝置(2)的出料順序及出料量。10.根據權利要求1至8任一項所述的3D食品打印機，其特征在于:還包括控制系統，用于控制所述驅動機構(3)驅動所述熟化輸送裝置(2)和/或打印臺(I)按設定軌跡運動以將物料制成特定形狀。
【文檔編號】A23P30/00GK205492576SQ201620144204
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月25日
【發明人】陳斌, 臧鵬, 生廣倫, 于燕波, 董海勝, 陳樸, 楊潔明, 劉麗燕
【申請人】中國航天員科研訓練中心, 李錦記（新會）食品有限公司