加热一体化的3D食品打印机及其打印方法技术

本发明专利技术公开了加热一体化的3D食品打印机及其打印方法，涉及3D打印技术领域。本发明专利技术包括计算机控制系统、机械结构、食材进给结构以及打印结构；计算机控制系统包括三维模型设计模块、中枢结构以及温度控制系统；三维模型设计模块用于设计食品D打印模型并规划打印路径；中枢结构连接温度控制系统，还用于控制打印结构以及食材进给结构。本发明专利技术计算机控制系统进行3D食品的模型建立以及温度控制，并将数据传送至3D打印机和温度控制器，根据不同食材的要求配合3D打印机进行实施生产，在食品打印完成后，根据要求通过温度控制系统进行加热；避免了食品的二次加工，解决了食品打印形状大小外观的限制。

3D food printer with integrated heating and its printing method

【技术实现步骤摘要】
加热一体化的3D食品打印机及其打印方法
本专利技术属于3D打印
，特别是涉及加热一体化的3D食品打印机及其打印方法。
技术介绍
随着3D打印技术的发展，3D食品打印机也开始步入人们的平常生活中。3D食品打印就是将3D打印技术与食物加工技术相结合，综合了数字建模技术、几点控制技术、信息技术、材料科学与食物制造等诸多方面的前沿技术知识。其设计初衷是满足未来食物作为稀缺资源的情况来改革食物来源。3D食品打印技术日渐趋于成熟，3D食品打印设备制作的食物具有个性、提高食物的附加值的特点，3D打印技术在食品领域的最早应用是打印出3D蛋糕。随着3D巧克力打印机出现之后，消费者可以利用它自行设计、制造个性化的巧克力产品，这使得巧克力的生产不再局限于工厂，也使得巧克力的消费进入一个新的阶段。当前市场上大多存在的食品打印机主要分为两类，一种是主要用于3D成型，打印出成品之后再进行人工加工得到熟化的食物，而另一种是可以在加热板上直接加热打印出来的食品。上述所说的两种食品打印机一种无法直接得到熟食，需要人工进行加热。而另一种只能用于热化较薄的煎饼等，蛋糕或肉食类物品没有办法直接在上面进行加热。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供加热一体化的3D食品打印机及其打印方法，通过计算机控制系统进行3D食品的模型建立以及温度控制，并将数据传送至3D打印机和温度控制器，根据不同食材的要求配合3D打印机进行实施生产，在食品打印完成后，根据要求通过温度控制系统进行加热；避免了食品的二次加工，解决了食品打印形状大小外观的限制。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为加热一体化的3D食品打印机，包括：计算机控制系统、机械结构、食材进给结构以及打印结构；所述计算机控制系统包括三维模型设计模块、中枢结构以及温度控制系统；所述三维模型设计模块用于设计食品D打印模型并规划打印路径；所述中枢结构连接温度控制系统，还用于控制打印结构以及食材进给结构；所述温度控制系统，通过温度传感器传递的温度控制加热源的温度以及加热室温度；所述温度控制系统为以温度传感器为中枢的闭环控制系统，包括螺杆加热功能模块和打印平面加热功能模块；所述食材进给结构包括料筒、螺杆加热模块、食品进给模块。优选地，所述机械结构为并联机械臂。优选地，所述打印结构包括3D打印机；所述3D打印机将食材进给结构输送至挤出头的食材打印至平台。优选地，所述闭环控制系统是以传感器为核心的负反馈结构。优选地，所述螺杆加热功能模块采用温度传感器、螺杆、套筒，实现对食材的加热、处理以及运输。优选地，所述打印平面加热功能模块采用温度传感器和加热平面组成，实现对成品3D打印食品加热。优选地，所述螺杆加热模块包括食材料筒、套筒以及针头组件；所述套筒内壁设有加热单元；所述加热单元与套筒内壁留有间隙，并使用圆形垫片进行固定；所述加热单元为加热片且所述加热片内设有温度传感器。优选地，所述食品进给模块包括连接板、针头、蠕动泵，用于实现食品进给。加热一体化的3D食品打印机的打印方法，包括以下步骤：A00：数据采集，利用计算机控制系统设3D食品产品模型，根据食材要求在螺杆加热功能模块设置所需温度，在平台加热模块设置成品所需加热的温度，且温度都保持不变，然后计算3D打印产品的工作程序，从而完成数据采集过程，然后将采集的数据进行处理，并转换成加热设备以及3D打印机都能识别的数据格式；A01：食材处理，通过中枢结构将A00中采集并处理好的数据传送到温度控制系统和食材进给结构，根据数据调节不同时段食材的需求量以及温度；食材通过进料钭进入螺杆，螺杆在电机的带动下旋转，将食材进行传输和处理，并通过蠕动泵的作用下在导管中输送至挤出头，生产出满足需求的食材原料；A02：打印产品，将A01中生产的食材原料通过导管输送至挤出头，通过中枢结构将步骤A00中采集并处理好的路径程序传送至打印机，首先进行打印机的位置矫正，然后进行逐层打印，从而获得成品3D打印食品；A03：加热成品，根据食材不同要求自主选择该步骤是否进行，将步骤A00中采集并处理好的平台加热温度程序传送至温度控制系统，将步骤A02中生成的成品通过平台加热模块进行恒温加热，加热处理好后得到熟食3D打印食品。本专利技术的一个方面具有以下有益效果：本专利技术通过计算机控制系统进行3D食品的模型建立以及温度控制，并将数据传送至3D打印机和温度控制器，根据不同食材的要求配合3D打印机进行实施生产，在食品打印完成后，根据要求通过温度控制系统进行加热；本专利技术避免了食品的二次加工，解决了食品打印形状大小外观的限制。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术加热一体化的3D食品打印机的结构示意图；图2为本专利技术中螺杆加热功能模块的结构示意图；图3为本专利技术中蠕动泵的结构示意图；图4为本专利技术总平台加热功能模块结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：3-螺杆加热功能模块，31-螺杆，32-食材料筒，33-套筒，4-打印平面加热功能模块，5-并联机械臂，6-挤出头，71-针头，72-蠕动泵。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“中”、“长度”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1-4所示，本专利技术为加热一体化的3D食品打印机，包括：计算机控制系统、机械结构、食材进给结构以及打印结构；计算机控制系统包括三维模型设计模块、中枢结构以及温度控制系统；三维模型设计模块用于设计食品D打印模型并规划打印路径；中枢结构连接温度控制系统，还用于控制打印结构以及食材进给结构；温度控制系统，通过温度传感器传递的温度控制加热源的温度以及加热室温度；温度控制系统为以温度传感器为中枢的闭环控制系统，包括螺杆加热功能模块3和打印平面加热功能模块4；食材进给结构包括料筒32、螺杆加热模块、食品进给模块。其中，机械结构为并联机械臂5。其中，打印结构包括3D打印机；3D打印机将食材进给结构输送至挤出头6的食材打印至平台。其中，闭环控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，包括：计算机控制系统、机械结构、食材进给结构以及打印结构；/n所述计算机控制系统包括三维模型设计模块、中枢结构以及温度控制系统；所述三维模型设计模块用于设计食品D打印模型并规划打印路径；所述中枢结构连接温度控制系统，还用于控制打印结构以及食材进给结构；所述温度控制系统，通过温度传感器传递的温度控制加热源的温度以及加热室温度；/n所述温度控制系统为以温度传感器为中枢的闭环控制系统，包括螺杆加热功能模块(3)和打印平面加热功能模块(4)；/n所述食材进给结构包括料筒(32)、螺杆加热模块、食品进给模块。/n

【技术特征摘要】
1.加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，包括：计算机控制系统、机械结构、食材进给结构以及打印结构；
所述计算机控制系统包括三维模型设计模块、中枢结构以及温度控制系统；所述三维模型设计模块用于设计食品D打印模型并规划打印路径；所述中枢结构连接温度控制系统，还用于控制打印结构以及食材进给结构；所述温度控制系统，通过温度传感器传递的温度控制加热源的温度以及加热室温度；
所述温度控制系统为以温度传感器为中枢的闭环控制系统，包括螺杆加热功能模块(3)和打印平面加热功能模块(4)；
所述食材进给结构包括料筒(32)、螺杆加热模块、食品进给模块。


2.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述机械结构为并联机械臂(5)。


3.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述打印结构包括3D打印机；所述3D打印机将食材进给结构输送至挤出头(6)的食材打印至平台。


4.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述闭环控制系统是以传感器为核心的负反馈结构。


5.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述螺杆加热功能模块(3)采用温度传感器、螺杆(31)、套筒(33)，实现对食材的加热、处理以及运输。


6.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述打印平面加热功能模块(4)采用温度传感器和加热平面组成，实现对成品3D打印食品加热。


7.根据权利要求1所述的加热一体化的3D食品打印机，其特征在于，所述螺杆加热模块包括食材料筒(32)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴尚莲，
申请(专利权)人：芜湖格普农业机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34