一種多材料食品3d打印裝置制造方法

一種多材料食品3d打印裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種多材料食品3D打印裝置，包括食材儲存罐、輸氣管、空氣控制閥、加熱保溫裝置、空氣壓縮機、空氣過濾器、材料注射系統和食品烹飪系統，所述食材儲存罐通過所述輸氣管依次與所述空氣控制閥、空氣過濾器和空氣壓縮機連接在一起，所述加熱保溫裝置安裝在所述食材儲存罐上，其特點是操作簡單，成本也不高，具有較大的成批市場化成產和推廣前景。
【專利說明】一種多材料食品3D打印裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及3D打印領域，尤其是一種用于加工食材的3D打印裝置。

【背景技術】
[0002]在定制食物或一些家庭制作的食物中，人工是一個決定食物色香味的關鍵性因素。一些傳統食物的制作例如蛋糕、巧克力、披薩、餅干、面包等，都是將食品原料進行一定的堆積，然后將堆積后的產品進行加工制作的來的。而現在使用FDM技術的3D打印機也是同樣將打印材料利用噴頭選擇性的涂敷在工作臺上，一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個實體造型，與某些食物的做法有異曲同工之處。因此可將食物的制作與FDM技術結合起來，研發多材料食品3D打印系統。
[0003]項目原理:本項目采用的技術是:首先將打印所需要的食材進行加工，根據食材的不同進行不同的加工，例如加熱，攪拌等等。然后將加工好的食材送入打印機中相應的材料盒中，并選擇好需要打印的食物類型，形狀，有無基底等等。啟動打印后，打印機會根據設定好的食材類型控制裝有不同材料的打印噴頭在工作平臺上涂敷一層需要的主食材、配料食材、支撐食材。一層成型完成后，工作平臺下降一個高度再成型下一層，直至形成整個實體造型。
[0004]造型完畢后，打印平臺下降致最低處，根據食材類型啟動對打印食品的最后加工，例如烤制等，最終完成3D食品打印。
[0005]2012年的3D打印技術通過展會、技術交流、出版物、媒體報道等方式涌入公眾的視野。相關設備供應商、服務供應商以及其他3D行業內的各公司通過強強合并的方式增強了 3D打印陣營的實力，產業不斷壯大，為技術的快速發展奠定了堅實的基礎。
[0006]近年來，基于3DP、SLA、SLS等技術的3D打印設備不斷更新，新式噴頭、機構等新器件也推陳出新。新器件、新材料的不斷涌現，同時推動了 3D打印技術的快速發展。人們開始研究使用可食用材料進行3D打印，研發可以將食物打印出來的3D食物打印機。借助這一機器以巧克力或其他食材為原料“打印”出各種造型奇特的食品。據荷蘭媒體2012年10月23日報道，這一 3D食物打印機在埃因霍溫舉辦的一個展會上亮相，引起諸多食品廠商和普通民眾的興趣。荷蘭國家應用科學研究院的研究員克耶德.范博梅爾說:“傳統打印機可在紙上打印文字、圖像，近幾年發展起來的3D打印技術還可以‘打印’出塑料和金屬小制品，而3D食品打印機別具特色。”。
[0007]美國宇航局出資研制一種3D食物打印機，可以用裝滿油、蛋白質粉和碳水化合物的料盒打印食物。料盒中的材料可能來自于昆蟲、草和藻類。這一想法聽起來似乎遙不可及。不過，宇航局已經向3D打印機廠商系統與材料研究公司(SMRC)提供一筆為期6個月的12.5萬美元資金，要求其研制一種通用型食物合成器。
[0008]我國3D打印技術的發展自20世紀90年代初開始，西安交通大學、清華大學、華中科技大學、北京隆源公司等在典型的成型設備、軟件、材料等方面研究和產業化方面獲得了重大進展，接近國外產品水平。隨后國內許多高校和研究機構也開展了相關研究，重點在金屬成型方面開展研究，如西北工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學、上海交通大學、大連理工大學、中國工程物理研究院等單位都在做探索性的研究和應用工作。
[0009]在3D打印食物方面，暫時處于國內技術空白領域，擁有巨大的發展空間，而現有的一些技術存在以下缺陷:
[0010]1、現有的食品3D打印機多在國外，國內現屬于技術空白區；
[0011]2、現有的食品3D打印機大多使用其他3D打印機改裝而來，沒有專業的結構；
[0012]3、現有的食品3D打印機大多由國外發燒友開發，暫時沒有大批量的生產，進入家用范圍的可能性較小；
[0013]4、現有的食品3D打印機使用的材料單一，一臺改裝后的食品3D打印機只能打印某種單一的食物。


【發明內容】

[0014]為了解決上述問題，本實用結合食品3D打印機的特點，在于提供一種結構完善更易走進家庭的食品打印裝置。
[0015]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:本實用新型一種多材料食品3D打印裝置，包括食材儲存罐、輸氣管、空氣控制閥、加熱保溫裝置、空氣壓縮機、空氣過濾器、材料注射系統和食品烹飪系統，所述食材儲存罐通過所述輸氣管依次與所述空氣控制閥、空氣過濾器和空氣壓縮機連接在一起，所述加熱保溫裝置安裝在所述食材儲存罐上，所述食材儲存罐與所述材料注射系統連接，所述材料注射系統與所述食品烹飪系統連接，所述食品烹飪系統是一種由烤箱板和烤箱門組成的烤箱。
[0016]進一步的，所述材料注射系統包括輸料管、閥門控制器和食材噴頭，所述輸料管連接所述食材儲存罐和所述閥門控制器，所述食材噴頭與所述閥門控制器連接。
[0017]進一步的，所述食材儲存罐的數量不小于2個。
[0018]本實用新型所涉及到的技術方案在實際應用中操作簡單，成本也不高，具有較大的成批市場化成產和推廣前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1:本實用新型結構圖。
[0020]圖2:本實用新型材料注射系統結構圖。
[0021]圖3:本實用新型食品烹飪系統結構圖。
[0022]其中1、食材儲存罐；2、輸氣管；3、空氣控制閥；4、加熱保溫裝置；5、空氣壓縮機；6、空氣過濾器；7、輸料管；8、閥門控制器；9、食材噴頭；10、烤箱門；11、烤箱版。

【具體實施方式】
[0023]以下結合【專利附圖】

【附圖說明】對對本實用新型做進一步說明。
[0024]如圖1所示，本實用新型一種多材料食品3D打印裝置，包括食材儲存罐、輸氣管、空氣控制閥、加熱保溫裝置、空氣壓縮機、空氣過濾器、材料注射系統和食品烹飪系統，所述食材儲存罐通過所述輸氣管依次與所述空氣控制閥、空氣過濾器和空氣壓縮機連接在一起，所述加熱保溫裝置安裝在所述食材儲存罐上，所述食材儲存罐與所述材料注射系統連接，所述材料注射系統與所述食品烹飪系統連接，所述食品烹飪系統是一種由烤箱板和烤箱門組成的烤箱，所述材料注射系統包括輸料管、閥門控制器和食材噴頭，所述輸料管連接所述食材儲存罐和所述閥門控制器，所述食材噴頭與所述閥門控制器連接，所述食材儲存罐的數量不小于2個。
[0025]如圖1，打印開始前人工將食材裝入食材儲存罐，蓋緊罐口。啟動打印后，如果使用了糖漿類材料，則存放糖漿的食材儲存罐外圍的加熱保溫裝置開始工作，將糖漿融化為半流動狀態。空氣壓縮機開始工作，壓縮空氣通過空氣過濾器進入控制閥中，空氣控制閥根據打印需求將壓縮空氣送入不同的食材儲存罐中，使食材儲存罐中的活塞向下運動,將食材送入材料注射系統。例如在打印面粉糊時，空氣控制閥將壓縮空氣送入放置面粉糊的材料儲存罐，維持活塞向下運動，其他兩個材料存儲罐不送入空氣，活塞停止運動。
[0026]如圖2，當適合打印的食材被送入材料注射系統后，由材料注射系統根據內部壓強決定何時出料。當材料存儲罐中的活塞向下運動時，材料通過輸料管進入閥門控制器，閥門控制器中的壓強增大，當壓強到達一定值時，閥門打開，材料即可從食材噴頭中擠出；當活塞不動時，閥門內部由于噴頭出料而壓強減小，閥門關閉，出料停止。
[0027]如圖3，食物成型完成后需要根據食物類型決定是否需要后期加工，如巧克力、奶油蛋糕等不需要后期加工，如餅干、面包等食物則需要后期烤制。食物成型完成后，底板下降到最底部，實際是將成型完成的食材帶入了烤箱。后期加工主要以烤制為主，烤箱采用左方、右方和后方的烤箱板與底板四面加熱的方式，在烤箱工作前，需要人為在烤箱上方，噴頭下方蓋上烤箱蓋板，以保持烤箱內的溫度。烤制完成后或者食物不需要烤制時，可打開烤箱門取出加工完成的食物。
【權利要求】
1.一種多材料食品3D打印裝置，其特征是:包括食材儲存罐、輸氣管、空氣控制閥、力口熱保溫裝置、空氣壓縮機、空氣過濾器、材料注射系統和食品烹飪系統，所述食材儲存罐通過所述輸氣管依次與所述空氣控制閥、空氣過濾器和空氣壓縮機連接在一起，所述加熱保溫裝置安裝在所述食材儲存罐上，所述食材儲存罐與所述材料注射系統連接，所述材料注射系統與所述食品烹飪系統連接，所述食品烹飪系統是一種由烤箱板和烤箱門組成的烤箱。
2.根據權利要求1所述的一種多材料食品3D打印裝置，其特征是:所述材料注射系統包括輸料管、閥門控制器和食材噴頭，所述輸料管連接所述食材儲存罐和所述閥門控制器，所述食材噴頭與所述閥門控制器連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種多材料食品3D打印裝置，其特征是:所述食材儲存罐的數量不小于2個。
【文檔編號】A23P1/10GK204070482SQ201420431058
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】王光, 王輝, 魏璞 申請人:西安非凡士機器人科技有限公司