本發(fā)明涉及一種加工設(shè)備,尤其涉及一種敞開平臺式的3D打印機。
背景技術(shù):
3D打印技術(shù)是一種將原材料進行累加成型的加工方法,也稱增材制造技術(shù)。同傳統(tǒng)的機械加工方法相比,無需太過繁雜的工藝制造過程,適用于復(fù)雜零件的制造,同時也便于個性化制造,很大程度上解除了傳統(tǒng)制造方法的束縛。
3D打印開始在航空制造業(yè)、教育、醫(yī)療、藝術(shù)品等領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用,3D打印可以制造的產(chǎn)品包括飛機、汽車零部件,人體骨骼,人體器官等。未來3D打印必將拓展向更多的行業(yè),得到更為廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展,人們對食品的要求不再僅僅是吃飽,開始追求食品的個性化定制。因此對于食品手工技術(shù)能力的要求也將越來越高,而結(jié)果帶來的是食品成本的大幅提高。將3D打印技術(shù)同食品加工相結(jié)合,加工得到個性化定制的食品,不僅使食品富有了藝術(shù)感,同時也提升其附加價值,具有廣闊的應(yīng)用前景。
目前已有3D打印食品方面的專利都是打印平臺基于在XYZ運動結(jié)構(gòu)所圍成的框架內(nèi)部,這種食品打印機的打印空間局限于機器內(nèi)部,拿取打印成品操作不方便,且容易遺留食品殘渣致使打印平臺不方便清潔。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題,本實用新型的目的在于提供一種敞開平臺式的3D打印機,可應(yīng)用于食品的打印,該裝置在打印過程中添加食料方便,可以保證食品打印的連續(xù)性,且采用敞開式平臺操作方便,易于操作和清潔??刂葡到y(tǒng)集成了常用食品材料的打印參數(shù),能夠方便用戶快速選擇操作,更容易推廣應(yīng)用。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種敞開平臺式的3D打印機,其特征在于:包括機架結(jié)構(gòu),出料裝置和運動控制系統(tǒng);
所述機架結(jié)構(gòu)包括打印平臺(5)、平臺托架(31)、框架體、幾型件(18)、U型件(6),其中:
所述打印平臺(5)與平臺托架(31)相連,平臺托架(31)安裝在X軸滑塊上;
所述框架體包括側(cè)梁(4)、橫梁(16)、底板(34)、圍框(1)和蓋板(3);
所述幾型件(18)一側(cè)連接U型件(6),另一側(cè)連接Y軸滑塊(17);
所述運動控制系統(tǒng)包括控制主板(35)、X軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Y軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Z軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、X軸驅(qū)動電機(22)、Y軸驅(qū)動電機、Z軸驅(qū)動電機(7);X軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Y軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、X軸驅(qū)動電機(22)、Y軸驅(qū)動電機安裝在框架體內(nèi);Z軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Z軸驅(qū)動電機(7)安裝在U型件(6)上;
所述出料裝置通過托架(11)安裝在Z軸滑塊(23)上;所述出料裝置包括送料電機(30)、聯(lián)軸器(24)、料斗(10)、攪料器(21)、料筒、加熱套筒(12)和噴嘴(33);
送料電機(30)通過聯(lián)軸器(24)連接攪料器(21);攪料器(21)上段帶有撥片,下段為變徑的螺桿結(jié)構(gòu);攪料器(21)處于料斗(10)和料筒內(nèi);料斗(10)錐形下部與料筒連接;加熱套筒(12)包覆于料筒的下半段,加熱套筒(12)內(nèi)置了加熱塊及熱敏電阻(25),熱敏電阻將溫度信號傳輸至控制主板(35),控制主板(35)提供反饋信號給加熱塊;噴嘴(33)一端有內(nèi)螺紋,用于連接料筒,另一端為直徑0.1-0.5mm的細長出料口。
有益效果
與背景技術(shù)相比,本實用新型具有的有益效果是:
1)本實用新型通過對3D打印機機架的設(shè)計,使其打印空間開放,結(jié)合食品出料裝置及便利填料的料斗設(shè)計,可實現(xiàn)食品的連續(xù)打??;且由于平臺的開放式設(shè)計,使得打印裝置方便拆取,且整個打印平臺易于清潔。
2)本實用新型的3D打印機出料裝置,在打印過程中方便添料,可以保證食品的連續(xù)打印,且出料裝置通過托架固定,方便拆卸清理。
3)本實用新型將加熱棒及熱敏電阻集成為加熱模塊,采用不銹鋼進行封裝,包覆于料筒,易于拆卸維護安全性高,避免了加熱過程中燙傷。且保溫性好可避免由于食品冷卻導(dǎo)致的噴嘴堵塞,保證打印過程的流暢性。
4)本實用新型中的運動控制系統(tǒng),實現(xiàn)了常用打印食品材料的參數(shù)固化,在打印過程中易于用戶選擇操作。
本實用新型可應(yīng)用于巧克力、奶油、果醬、面糊等粘性流體類食物的3D打印,為提高食品工業(yè)自動化、個性化水平提供有力的支持。
本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1:本實用新型敞開平臺式發(fā)的3D打印機的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2:本實用新型敞開平臺式發(fā)的3D打印機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
其中:1、圍框 2、后框 3、蓋板 4、側(cè)梁 5、打印平臺 6、U型件 7、Z軸電機 8、電機支架 9、托板 10、料斗 11、托架 12、加熱套筒 13、滑桿 14、滑桿定位件 15、Y向滑桿支座 16、橫梁 17、Y軸滑塊 18、幾型件 19、壓片 20、皮帶 21、攪料器 22、X軸電機 23、Z軸滑塊 24、聯(lián)軸器 25、熱敏電阻 26、操控面板 27、X向滑桿支座 28、螺桿 29、皮帶輪 30、送料電機 31、平臺托架 32、銅柱 33、噴嘴 34、底板 35、控制主板。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。
如圖1和圖2所示,本實施例中敞開平臺式的3D打印機,包括機架結(jié)構(gòu),出料裝置和運動控制系統(tǒng)。
所述機架結(jié)構(gòu)包括打印平臺(5)、平臺托架(31)、框架體、幾型件(18)、U型件(6)。所述打印平臺(5)用于為打印物體提供平臺,其與平臺托架(31)相連,通過托架平臺(31)與X軸滑塊相連,實現(xiàn)平臺在X軸方向的運動。
所述框架體,為鋁合金材料的框架結(jié)構(gòu)。鋁合金材料質(zhì)輕耐臟、易安裝且加工成本低,用于該打印機的機架本體,具有極好的力學(xué)性能保證了該打印機的工作的可靠穩(wěn)定性,利于本實用新型的推廣應(yīng)用。如圖1和圖2所示,所述框架體包括側(cè)梁(4)、橫梁(16)、底板(34)、圍框(1)和蓋板(3),為打印機運動及控制主板部分提供了結(jié)構(gòu)支撐。所述幾型件(18)一側(cè)連接U型件(6)背負出料裝置,另一側(cè)連接Y軸滑塊(17)來實現(xiàn)出料裝置在Y軸方向的移動。
所述運動控制系統(tǒng)包括控制主板(35)、X軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Y軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Z軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、X軸驅(qū)動電機(22)、Y軸驅(qū)動電機、Z軸驅(qū)動電機(7);X軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Y軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、X軸驅(qū)動電機(22)、Y軸驅(qū)動電機安裝在框架體內(nèi);Z軸滑塊滑桿結(jié)構(gòu)、Z軸驅(qū)動電機(7)安裝在U型件(6)上。
所述出料裝置通過托架(11)安裝在Z軸滑塊(23)上。所述出料裝置包括送料電機(30)、聯(lián)軸器(24)、料斗(10)、攪料器(21)、料筒、加熱套筒(12)和噴嘴(33)。
所述送料電機(30)為步進電機,送料電機(30)通過聯(lián)軸器(24)連接攪料器(21),為出料裝置提供動力,其中聯(lián)軸器(24)的存在可減緩由于在安裝過程不平衡所帶來的偏心扭矩。
所述料斗(10)為敞開式,錐形下部與料筒通過螺紋相連接。料斗頂部帶有兩塊活動的蓋板,若在非填料時蓋板關(guān)閉,可防止異物落入安全衛(wèi)生。在打印過程中填料操作方便,可以保證打印過程的連續(xù)性,適用性較強。
所述攪料器(21),其結(jié)構(gòu)為上段帶有兩撥片,下段為變徑的螺桿結(jié)構(gòu),撥片的作用主要是為防止料斗中材料的粘結(jié),變徑的螺旋結(jié)構(gòu)可電機的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)化為直線推力,將料斗中的材料持續(xù)送出。其上端通過聯(lián)軸器(24)過渡連接與送料步進電機(30),下端置于料筒之中,在打印過程中為食品材料的持續(xù)擠出提供動力。
所述加熱套筒(12),其包覆于料筒的下半段,其中內(nèi)置了加熱塊及熱敏電阻(25),采用不銹鋼材料進行包覆成模塊。通過熱敏電阻將溫度信號傳輸至控制板再反饋至加熱模塊來平衡套筒的加熱溫度,來確保材料打印的成型性及流暢性。
所述噴嘴(33),一端有內(nèi)螺紋,連接料筒,另一端為直徑0.1-0.5mm的錐形出料口,通過出料口流出食品原料。
上述出料裝置集成了對于食品打印的穩(wěn)定參數(shù)及溫度控制的反饋系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對于打印物品的精準控制,且對于普通用戶簡單易學(xué),便于推廣。
本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,敞開平臺式可用于3D打印食品的食品打印機,可用于作為巧克力、奶油、果醬、面漿等流體類食物的3D打印機,為提高食品工業(yè)自動化、個性化水平提供有力支持。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。