一种基于3D打印的食品打印机的制作方法

本实用新型属于食品3D打印技术领域，具体涉及一种基于3D打印的食品打印机。

背景技术：

3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用，而在食品制作领域，3D打印技术的应用案例并不多。

以煎饼为例，煎饼是用发酵后的面粉调成糊状的杂面摊烙成圆形而成，旧时多由粗粮制作，现多用细面制作。成饼后水分少较干燥，形态似牛皮，食用煎饼需要较长时间的咀嚼，因而可生津健胃，促进食欲，促进面部神经运动，有益于保持视觉、听觉和嗅觉神经的健康，延缓衰老，实为绝佳保健食品。

煎饼作为中国北方的传统美食深受大家喜爱，在北方经常作为人们的早餐出现，人们经常可以见到煎饼的制作，煎饼的制作过程并不复杂，但煎饼制作的关键点在于煎饼薄厚的把握，煎饼太厚就像烙饼一样，口感不好，制作煎饼的人需要长时间的练习才能掌握煎饼薄厚的关键点，而想要使煎饼具有创意更是难上加难，例如制作煎饼时使用两种不同的材料或者在煎饼上画画、写字等，3D打印技术的出现和普及能够很好的解决这个问题。

在中国专利公告号(CN 205124881 U)，授权公告日2016年4月6日公开的实用新型专利《一种彩色食品打印机》中提到了一种能够打印彩色食物的打印机，该打印机包括X、Y轴二维运动系统、电烤盘以及电烤盘正上方的多色打印头，多色打印头上安装风道对打印头进行降温，防止打印头发生堵塞，多色打印头的移动依靠同步带，该打印机缺少电烤盘的电烤盘盖，电烤盘盖不仅能够加快食物烙熟的速度，还能够防止电烤盘对电烤盘附近人的烫伤，现有的3D打印机大多采用同步带移动打印头，从现有的3D打印机运动过程来看，为提高工作效率，打印头的运动速度较快，停止移动的那一瞬间极容易发生剧烈的晃动，打印头的剧烈晃动会使打印的图案出现瑕疵甚至不完整，该打印机采用打印头和电烤盘的双重加热方式，一般的只需要一种加热方式即可，双重加热方式并不会取得更好的优异效果，但会浪费打印机能源、增加打印机的成本。

技术实现要素：

本实用新型的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种基于3D打印的食品打印机，该食品打印机能够打印出食物，并且该食品打印机加热速度更快。

为实现本实用新型的目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种基于3D打印的食品打印机，包括底座、底座上端四个角上设置的四根支撑柱、打印架、底座中心位置设置的加热板以及底座外侧的原料桶，原料桶上设置有供料蠕动泵，加热板内设置有电加热丝，支撑柱的上、下端均设置有固定块，位于支撑柱下端的固定块固定在底座上，位于支撑柱上、下端的固定块之间设置有垂直于底座的侧板，位于支撑柱上端的固定块之间设置有相互平行的且与底座平行的第一上盖板和第二上盖板，侧板围成的空间内滑动设置有沿上、下方向滑动的打印架，打印架呈“回”字形，打印架上端设置有两根相互平行的第一滑轨，第一滑轨在空间上与第一上盖板和第二上盖板平行，第一滑轨上滑动设置有移动架，第一上盖板正下方设置有丝杆连接板，丝杆连接板固定设置在打印架上，丝杆连接板中心位置设置有第一丝孔，第一丝孔中心轴线垂直于底座，第二上盖板正下方设置有滑杆连接板，滑杆连接板固定设置在打印架上，滑杆连接板上设置有通孔，通孔内设置有直线轴承，移动架两端均设置有第一滑动块，第一滑动块与第一滑轨滑动连接，第一滑动块之间设置有第二滑轨，第二滑轨空间上与第一滑轨平行，第二滑轨上滑动设置有第二滑动块，丝杆连接板下端的底座上端设置有第一减速电机，第一减速电机的输出轴上设置有第一丝杆，第一丝杆上、下端为光杆，丝杆连接板正上方的第一上盖板下端设置有盲孔，盲孔内设置有第一轴承，第一丝杆上端的光杆外周连接第一轴承内周，第一丝杆与第一丝孔螺接，滑杆连接板下端的底座上设置有滑杆，滑杆上端固定在第二上盖板上，滑杆外周连接直线轴承内周，第一滑动块内设置有第二丝孔，第二丝孔中心轴线平行于第一滑轨，打印架上设置有第二减速电机，第二减速电机的输出轴上设置有第二丝杆，第二丝杆头端为光杆，打印架上设置有第一轴承座，第一轴承座内设置有第二轴承，第二丝杆头端外周连接第二轴承内周，第二滑动块内设置有第三丝孔，第三丝孔中心轴线平行于第二滑轨，一块第一滑动块上端设置有第三减速电机，另一块第一滑动块上端设置有第二轴承座，第二轴承座内设置有第三轴承，第三减速电机的输出轴上设置有第三丝杆，第三丝杆头端为光杆，第三丝杆头端外周连接第三轴承内周，加热板下端设置有支撑杆，支撑杆下端固定在底座上端，加热板上端设置有滑动盖板，底座上的其中一块固定块与支撑杆之间设置有减速电机底板，减速电机底板上端设置有第四减速电机，底座上的固定块内侧设置有与第一滑轨平行的第四滑轨，滑动盖板下端设置有与第四滑轨滑动连接的第四滑块，第四减速电机的输出轴上设置有齿轮，滑动盖板下端设置有与齿轮啮合的齿条，滑动盖板下端设置有两块与第四滑轨平行的隔热板，第二滑轨下端设置有喷头固定板，喷头固定板上设置有喷头，喷头固定板上端设置有连接板，连接板上端连接第二滑动块侧壁，喷头上端设置有物料输送软管，物料输送软管一端连接原料桶，支撑柱的侧板上设置有控制装置和触摸显示屏，控制装置上设置有储存卡连接口，触摸显示屏、储存卡连接口、第一减速电机、第二减速电机、第三减速电机、第四减速电机、加热板、供料蠕动泵与控制装置电性连接。

进一步的，喷头的数量至少为2个，原料桶以及供料蠕动泵的数量与喷头数量相同。

进一步的，喷头下端呈锥形。

进一步的，侧板内侧均设置有第五滑轨，打印架侧边设置有与第五滑轨滑动连接的第五滑块。

进一步的，隔热板靠近加热板的侧壁上覆盖一层反射型隔热膜。

进一步的，支撑杆呈“工”字形。

进一步的，滑动盖板前后两端铰接设置有向下翻折的翻折板，翻折板上设置有观察窗，观察窗上安装有透明的有机玻璃。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型所述的一种基于3D打印的食品打印机采用三维运动系统，打印架在上、下方向上的移动防止本实用新型中的滑动盖板触碰喷头，本实用新型采用丝杆传动方式代替同步带传送方式，同时依靠滑轨对打印架以及其他移动部件的辅助作用，使食品打印机的喷头运动更加稳定；

2.本实用新型所述的一种基于3D打印的食品打印机采用加热板和滑动盖板配合的方式，滑动盖板下方设置有隔热板，一方面，滑动盖板能够防止食品打印机的使用者或者旁观者发生烫伤，另一方面，食物在一个相对封闭的高温环境下熟的速度更快，熟的更均匀；

3.本实用新型所述的一种基于3D打印的食品打印机设置有多个喷头，通过原料桶供给原料的不同，可以打印出多种物料混合的食物，使食物更有创意。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图3为本实用新型的正视结构示意图。

图4为本实用新型的第二滑动块的结构示意图。

图5为图2中A区域的放大示意图。

图6为图2中B区域的放大示意图。

图7为图3中C区域的放大示意图。

图8为图2中D区域的放大示意图。

图9为图2中E区域的放大示意图。

图10为本实用新型翻折板处的结构示意图。

其中，1、底座，11、第一减速电机，111、第一丝杆，12、滑杆；

2、支撑柱，21、固定块，22、侧板，221、触摸显示屏，222、储存卡连接口，223、第五滑轨，23、第一上盖板，231、盲孔，232、第一轴承，24、第二上盖板；

3、打印架，31、第一滑轨，32、第二减速电机，321、第二丝杆，33、第一轴承座，331、第二轴承，34、丝杆连接板，341、第一丝孔，35、滑杆连接板，351、通孔，352、直线轴承，36、第五滑块；

4、加热板，41、支撑杆；

5、原料桶，51、物料输送软管；

6、移动架，61、第一滑动块，611、第二滑轨，612、第二丝孔，62、第三减速电机，621、第三丝杆，63、第二轴承座，631、第三轴承；

7、第二滑动块，71、第三丝孔；

8、滑动盖板，81、减速电机底板，82、第四减速电机，821、齿轮，83、第四滑轨，84、第四滑块，85、齿条，86、隔热板，87、翻折板，871、观察窗；

9、喷头固定板，91、喷头，92、连接板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构。

需要说明的，本实用新型具体实施例中所有的方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的发生改变。

如图1-图10所示，一种基于3D打印的食品打印机，由底座1作为基底，底座1呈立方体型，底座1上端的四周的每个角上固定一根支撑柱2，整体食品打印机一共具有四根支撑柱2。

支撑柱2上的固定块21分为位于支撑柱2上端的固定块21和位于支撑柱下端的固定块21，固定块21之间依靠侧板22连接，侧板22垂直于底座1，侧板22安装在食品打印机的外侧，由于打印架3在侧板22围成的空间内沿上、下方向滑动，食品打印机内侧不安装侧板22，底板1与固定块21、侧板22与固定块21之间的连接方式为：底板1下端开设沉孔，沉头螺栓穿过底板1连接下端的固定块21，侧板22与固定块21的重叠处通过螺栓连接成一体，上端的固定块21之间固定安装第一上盖板23和第二上盖板24，第一上盖板23和第二上盖板24相互平行且均与底座1平行，固定板21与第一上盖板23和第二上盖板24在加工时一体成型，方便后续组装过程中第一丝杆111的准确定位。

侧板22上开设触摸显示屏安装孔和储存卡安装孔，触摸显示屏安装孔上安装触摸显示屏221，储存卡安装孔安装储存卡连接口222。

打印架3呈“回”字型，打印架3上端通过螺栓固定两根平行的第一滑轨31，第一滑轨31与第一上盖板23和第二上盖板24平行，打印架3左侧固定丝杆连接板34，丝杆连接板34下端的底座1上端固定第一减速电机11，第一减速电机11的输出轴上通过联轴器固定第一丝杆111，第一丝杆111上、下端为光杆，丝杆连接板34正上方的第一上盖板23下端开设盲孔231，盲孔231内通过过盈连接安装第一轴承232，第一轴承232采用深沟球轴承，第一丝杆111上端的光杆外周连接第一轴承232内周，第一丝杆111与第一丝孔341螺接，打印架3右侧固定滑杆连接板35，为保证打印架3稳定移动，滑杆连接板35分为两块，滑杆连接板35上开设通孔351，通孔351的中心轴线垂直于底座1，通孔351内通过过盈连接固定直线轴承352，滑杆连接板35下端的底座1上端固定安装滑杆12，滑杆12上端固定在第二上盖板24下端面，滑杆12外周连接直线轴承352内周，当第一减速电机11启动，第一丝杆111跟随第一减速电机11的输出轴转动，并且在滑杆12的辅助下使打印架3稳定的在上、下方向滑动，另外，侧板22内侧均安装第五滑轨223，在图2和图5中可以看出，第五滑轨223共8块，打印架3侧边安装第五滑块36，第五滑块36与第五滑轨223滑动连接，第五滑块36的数量为8块。

第一滑轨31上滑动安装移动架6，移动架6两端为第一滑动块61，第一滑动块61与第一滑轨31滑动连接，第一滑动块61之间固定安装第二滑轨611，右侧的第一滑动块61内开设第二丝孔612，第二丝孔612中心轴线平行于第一滑轨31，位于打印架3上端、右侧、前端位置固定安装第二减速电机32，第二减速电机32通过螺栓固定在打印架3上端面，第二减速电机32的输出轴通过联轴器连接第二丝杆321，第二丝杆321头端为光杆，打印架3上端、右侧、后端位置固定安装第一轴承座33，第一轴承座33通过螺栓固定在打印架3上端面，第一轴承座33内通过过盈连接固定第二轴承331，第二轴承331采用深沟球轴承，第二丝杆321头端外周连接第二轴承331内周，当第二减速电机32启动，第二丝杆321随第二减速电机32的输出轴转动时，第一滑动块61沿第一滑轨31移动。

第二滑轨611上滑动安装第二滑动块7，第二滑动块7内开设第三丝孔71，第三丝孔71中心轴线平行于第二滑轨611，左侧的第一滑动块61上端固定安装第三减速电机62，右侧的第一滑动块61上端固定安装第二轴承座63，第二轴承座63内通过过盈连接安装第三轴承631，第三减速电机62的输出轴上通过联轴器固定第三丝杆621，第三丝杆621左、右端均为光杆，第三丝杆621头端外周连接第三轴承631内周，当第三减速电机62启动，第三丝杆621随第三减速电机62的输出轴转动时，第二滑动块7沿第二滑轨611移动。

底座1上端中间位置安装加热板4，加热板4内部安装有电加热丝，加热板4下端与底座1上端之间通过支撑杆41连接，支撑杆41呈“工”字型，支撑杆41下端通过螺栓固定在底座1上端面，支撑杆41上端通过焊接固定在加热板4下端面，“工”字型的支撑杆41与底座1、加热板4连接时能够增加接触面的面积，加热板4上方为滑动盖板8。

固定块21与支撑杆41之间安装减速电机底板81，固定块21位于底座1上端、左侧、后端位置，第四减速电机82通过螺栓固定在减速电机底板81上端，底座1上的固定块21内侧固定第四滑轨83，第四滑轨83位于左右侧各一条，第四滑轨83与第一滑轨31平行，第四滑块84滑动固定在第四滑轨83上，第四滑块84固定在滑动盖板8下端面，第四减速电机82的输出轴上固定安装齿轮821，滑动盖板8下端固定齿条85，齿条85与齿轮821啮合，滑动盖板8下端固定安装两块与第四滑轨83平行的隔热板86，左侧的隔热板86位于加热板4与齿条85之间，右侧的隔热板86位于加热板4和右侧的第四滑轨83之间，隔热板86靠近加热板4的侧壁上覆盖一层反射型隔热膜，滑动盖板8前、后两端安装能够向下翻折的翻折板87，滑动盖板8与翻折板87之间通过铰接连接，翻折板87上开设一处观察窗871，观察窗871上安装有透明的有机玻璃，滑动盖板8能够防止食品打印机的使用者或者旁观者发生烫伤，食物加热时，将翻折板87向下翻折，使用者可以通过观察窗871观察食物成熟情况，食物在一个由加热板4、滑动盖板8、隔热板86、翻折板87围成的相对封闭的高温环境下熟的速度更快，熟的更均匀。

喷头固定板9位于第二滑轨611下端，喷头固定板9上安装多个喷头91，喷头固定板9上开设喷头91用通孔，喷头91穿过喷头91用通孔，喷头91外侧为外螺纹，喷头上螺接两个螺母，螺母分别位于喷头固定板9的上、下端，螺母将喷头挤压在喷头固定板9上，喷头91不少于两个，喷头91用于喷射食物打印时的物料，喷头固定板91上端固定连接板92，连接板92上端通过螺栓连接第二滑动块7侧壁，喷头91下端呈锥形，使物料通过喷头91下端时形成细细的条状，不仅能够使食物更薄，还能使食物熟的更快，底座1外侧的原料桶5安装供料蠕动泵，每种原料桶5只存放一种物料，原料桶5以及供料蠕动泵的数量与喷头91数量相同，每一个喷头91上端连接一根物料输送软管51，物料输送软管51采用卫生级软管，物料输送软管51另一端连接原料桶5，在供料蠕动泵的作用下，物料从原料桶5中沿物料输送软管51进入喷头91。

侧板22上安装控制装置，控制装置为3D打印机常见的控制装置，触摸显示屏221、储存卡连接口222、第一减速电机11、第二减速电机32、第三减速电机62、第四减速电机82、加热板4、供料蠕动泵、电磁阀与控制装置电性连接。

食物以煎饼为例，使用者需要先使用建模软件将需要制作的创意煎饼的形状、图案等建立三维模型，通过储存卡或者蓝牙将该三维模型传输给控制装置，在第一减速电机11、第二减速电机32、第三减速电机62的带动下，第二滑动块7移动至相应的位置，多个喷头91喷射不同的物料，物料例如果酱、面类等具有不同的颜色，完成的煎饼在由加热板4、滑动盖板8、隔热板86围成的相对封闭的高温环境均匀快速的变熟，一个具有创意的煎饼便由食品打印机打印形成。

以上显示了本实用新型的基本原理、主要特征。通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变化以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。