本實用新型涉及食品加工領域，具體涉及一種基于活塞運動噴料的能夠連續工作的3D食品打印機。

背景技術：

桌面型3D打印機價格更為廣泛接受，具有尺寸小、結構簡單、易于操作等優點，更面向個性化復雜產品的設計、定制，適合于中小型機械零部件的加工制造或組裝。隨著社會關注和投入程度的提高，3D打印技術將加速發展，整個產業將迎來量的飛躍，其也將廣泛應用到醫學打印器官、工藝品、服飾、食品等領域。

3D流體食物3D打印技術作為一種新興的食品制作加工技術也得到了重視，它具有生產簡便，產品多樣，產品質量高，可以高效率利用廚房等優點。過去，想要自己制作點心，必須準備許多工具與材料，而3D食物打印機將打印機中的原材料根據我們所建立的模型，將食物隨心所欲地“打印”出來，可以輕松制作出好吃的巧克力，餅干，蛋糕等，大大簡化食物制作過程，同時也可以制作出不同的形狀，滿足多樣化、個性化需求。3D食物打印技術將會對孩子的教育產生巨大的影響，可以將繪制的立體模型通過3D食物打印機打印出來，在此過程中，可以了解3D打印技術，構建三維空間概念，增強動手動腦能力。打印出的3D食物又能夠食用，讓孩子享受自己的勞動成果的同時將娛樂與學習相互融合，享受學習，愉快成長，同時又培養了創新創造能力。

目前3D食物打印主要針對具有流動性食物，通過擠壓注射方式，將液化的原材料，通過逐層“打印”，疊加增量，從而制造出原來輸入到計算機中的真實食物。3D食物打印機與普通熔融沉積式桌面3D打印機的工作原理相似，通過計算機建立設想模型，由切片軟件自動將3D模型進行分層，生成每層模型的成型路徑；接著打印機控制軟件和電子器件中的固件通信，根據軟件發送的指令控制打印機打印物品。打印機主要由控制組件、機械組件、打印頭、耗材、介質等結構組成。通過機械組件建立一個X、Y、Z的笛卡爾坐標系，并由半開環反饋的步進電機驅動三個軸方向的運動，這樣通過三軸運動的合成完成對運動軌跡的執行；而打印頭以及擠料裝置主要控制材料的打印條件以及進料速度。控制組件主要對由切片軟件生成的路徑軌跡進行規劃，同時對打印機工作過程中的位置坐標以及各種狀態信號進行采集，并判定下一步執行任務。而軟件部分主要是對打印機控制以及實時監測信息的反饋。通過此三部分的緊密結合，可以實現打印機對三維立體模型的制作。

而巧克力、奶油、糖果等食材在常溫下或某種條件下為可流動的半液體半固體狀態，此狀態通過擠壓的方式可將其噴出，為后面的成型過程提供了先決條件，也為3D食品打印提供了理論支持。譬如以巧克力為打印材料，將其融化后從噴嘴噴出，沉積在制作面板上，通過材料層層堆積形成最終成品。

目前3D食物打印主要針對具有流動性食物，通過擠壓注射方式，將液化的原材料，通過逐層“打印”，疊加增量，從而制造出原來輸入到計算機中的真實食物。巧克力3D打印機是根據類似巧克力的流體類材料的特征，實現3D打印機最關鍵的擠出噴頭結構設計。而巧克力材料在加熱后變為流動的液體狀態后方可進行后續的打印工作。現有技術中一般對巧克力加熱后通過擠壓注射的方式(將巧克力放在注射器中進行加熱)進行3D打印，往往存在進料不連續的缺點。此外，現有技術中的3D食物打印機一般將擠料裝置與噴頭放置在一起，出現噴頭整體結構復雜，成型運動驅動不穩定等弊端。

技術實現要素：

本實用新型為了解決上述技術問題，提供一種基于活塞運動連續噴料的3D食品打印機，能夠利用活塞工作原理使流體食品材料連續供料，并且將噴頭與供料裝置分開設置，簡化噴頭結構，使其運行穩定靈活。

為了達到上述技術效果，本實用新型包括以下技術方案：

本實用新型設計出的一種基于活塞運動連續噴料的3D食品打印機，包括儲料機構、與儲料機構連通的供料機構，以及與供料機構連通的打印機構，其特征在于，儲料機構包括儲料室、第一輸料管、第二輸料管；

供料機構包括供料腔，供料腔內部設置有活塞、與活塞連接的活塞桿，以及驅動活塞往復運動的微型直線導軌組件；

打印機構包括噴頭、遠程輸料管；

儲料室分別通過第一輸料管、第二輸料管與供料機構連通，噴頭通過遠程輸料管與供料機構連通。

進一步的，儲料室內安裝有P I膜加熱片，且儲料室外壁、供料腔外壁分別安裝有溫度傳感器。

進一步的，在第一輸料管、第二輸料管上分別安裝有單向液壓閥A、單向液壓閥B。

進一步的，在供料腔上活塞的兩側分別安裝有行程開關A、行程開關B。

進一步的，在遠程輸料管連通噴頭與供料腔的通路中串接有三通電磁換向閥。

進一步的，噴頭上連接有驅動裝置。

本實用新型通過將儲料機構與噴頭分開設置，并通過遠程輸料管進行供料，將融化的巧克力材料通過遠程輸料管輸送到噴頭部位，這樣可以減少打印頭部位結構的復雜性，保證打印過程運動的穩定性，使結構緊湊。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型關于微型直線導軌組件結構示意圖；

圖3為本實用新型帶有驅動裝置的結構示意圖；

圖中，

1、儲料機構；2、供料機構；3、打印機構；4、儲料室；5、第一輸料管；6、第二輸料管；7、供料腔；8、活塞；9、活塞桿；10、微型直線導軌組件；11、噴頭；12、遠程輸料管；13、溫度傳感器；14、單向液壓閥A；15、單向液壓閥B；16、行程開關A；17、行程開關B；18、三通電磁換向閥；19、步進電機20、驅動裝置。

具體實施方式

下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

實施例：如圖1所示，本實用新型設計出的基于活塞運動連續噴料的3D食品打印機，其結構包括儲料機構1、與儲料機構連通的供料機構2，以及與供料機構連通的打印機構3；

儲料機構包括儲料室4，儲料室內部安裝PI膜加熱片、外部安裝溫度傳感器13，一般儲料室用于盛放用于打印的原材料，原材料經過PI膜加熱片的加熱融化，并通過溫度傳感器完成溫度的反饋，這是打印的第一步驟。

供料機構包括供料腔7，供料腔內部設置有活塞8、與活塞連接的活塞桿9，以及驅動活塞桿往復運動的微型直線導軌組件10，微型直線導軌組件的組成參照圖2，微型直線導軌組件包括步進電機19，一般在步進電機輸出端通過聯軸器與直線導軌連接，直線導軌與活塞桿連接，通過步進電機的正反旋轉帶動微型直線導軌做往復直線運動，同時帶動活塞推桿做往復運動。

儲料室與供料腔連通的第一輸料管5、第二輸料管6分別安裝有單向液壓閥A14、單向液壓閥B15，供料腔上活塞的兩側分別安裝有行程開關A16、行程開關B17，在遠程輸料管連通噴頭與供料腔的通路中串接有三通電磁換向閥18，當微型直線導軌組件帶動活塞桿向右運動，只有單向液壓閥A開啟，在三通電磁換向閥的作用下，供料室通過遠程輸料管12向噴頭供料，噴頭開始打印工作，當活塞運動至行程開關B時，步進電機反轉，微型直線導軌組件推著活塞向左運動，此時只有單向液壓閥B開啟，同時在三通電磁換向閥的作用下，供料室通過遠程輸料管向噴頭供料，噴頭開始打印工作，當活塞運動之行程開關A時，步進電機正轉，如此循環，實現活塞的往復運動，從而持續的給噴頭供料進行連續打印的工作。

進一步，為了安全起見，在供料腔中也安裝有溫度傳感器13，用于反饋溫度。

另外，為了豐富打印出來的3D效果，通常在噴頭連接有驅動裝置20，如圖3所示，通常是X、Y、Z軸運動軸，這樣可實現3D打印的效果，也可根據需要打印出理想的形狀。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，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。