3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤制造技术

本发明专利技术3D食品打印曲表面打印万向平台3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤，涉及食品生产设备技术领域，尤其涉及具有打印曲表面能力的3D食品打印万向平台。本发明专利技术万象平台包括：底座、水平转动装置、万向转动装置、打印平台及驱动装置；底座固定在打印机框架内底部中间位置；水平转动装置装于底座上部中间位置；万向转动装置装于水平转动装置上部，打印平台装于万向转动装置上部；驱动装置装于底座和水平转动平台上，并与水平转动装置和万向转动装置相连接，驱动两个专职运动。本发明专利技术的技术方案解决了现有打印设备不能一次完成整体造型及外部修饰的工作；喷头外部修饰还存在增加计算难度及修饰材料受重力作用变形等问题。

3D food printing curved surface printing universal platform and its processing steps

【技术实现步骤摘要】
3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤
本专利技术3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤，涉及食品生产设备
，尤其涉及具有打印曲表面能力的3D食品打印万向平台。
技术介绍
3D打印技术与食品结合后，开辟了食品制造的新纪元，其特点是：制造方便、选择性、即时性高；无论是造型上，还是精准营养供给上，都呈现出旺盛的生命力和无限美好的未来，然而，新事物往往存在着这样那样的不足，需要完善，比如说，3D打印平台只能在平面上移动，这对3D打印、特殊曲面造型，特殊曲面表面装饰造成了较大的困难。传统3D打印系统，一般是整体一次造型，即采用平面层堆积的方法进行“增材”，而在“整体”外部修饰，则需要喷头变换角度进行操作；该方式存在下列问题：一是增加计算的难度；二是刚出喷头的材料比较软，易受重力作用而发生变形；三是在不规则曲面上，绘制复杂花纹，精细图案，都会出现上述情况。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
技术实现思路
根据上述现有技术提出的现有打印设备不能一次完成整体造型及外部修饰的工作；喷头外部修饰还存在增加计算难度及修饰材料受重力作用变形等技术问题，而提供一种3D食品打印曲表面打印万向平台及其加工步骤。本专利技术主要利用具有万向运动功能的打印平台，配合二维或三维运动的物料喷头，从而实现3D食品的曲表面打印的目的。本专利技术采用的技术手段如下：一种3D食品打印曲表面打印万向平台；平台固定设置在打印机框架内底部；连接物料管的物料喷头通过水平移动控制节装于横梁上，并可在横梁上横向移动；横梁的两端通过垂直移动控制节装于打印机框架的侧部框架上，并可沿打印机框架上下移动；物料喷头位于平台的上方；其特征在于：平台为万象平台；万象平台包括：底座、水平转动装置、万向转动装置、打印平台及驱动装置；底座固定在打印机框架内底部中间位置；水平转动装置装于底座上部中间位置；万向转动装置装于水平转动装置上部，打印平台装于万向转动装置上部；驱动装置装于底座和水平转动平台上，并与水平转动装置和万向转动装置相连接，驱动两个专职运动。进一步地，水平转动装置包括：轴承、转动轴、滚珠、带孔支撑架及水平转动齿盘；水平转动齿盘的上下端面中心位置分别设置有带孔支撑架和转动轴；转动轴通过至少两个轴承装于底座上；水平转动齿盘下部与底座的上表面设置有相对应的环形滚珠槽，其内装有若干个滚柱；水平转动齿盘与驱动装置相连接。进一步地，万向转动平台包括：环形齿条、万向球下罩、万向球上罩及万向球；万向球上罩的顶部通过支撑架装有打印平台；打印平台的上表面设置有若干个固定锥；万向球上罩通过万向球下罩和螺栓装于万向球上；万向球固定装于带孔支撑架的顶部，其中心点位于转动轴的轴心延长线上；环形齿条穿过带孔支撑架后，两端与支撑架固定连接；环形齿条的圆心与万向球的圆心同心；环形齿条与驱动装置相连接。进一步地，驱动装置包括：齿轮、水平转动电机、竖直驱动电机；水平转动电机装于底座的侧部，其输出轴装有齿轮，齿轮与水平转动齿盘相啮合；在水平转动电机的驱动下，水平转动电机一转动周围圆心做水平转动；竖直驱动电机装于水平转动齿盘上部，其输出端装有齿轮，齿轮与环形齿条相啮合；在竖直驱动电机的驱动下，环形齿条做圆形转动。进一步地，水平转动齿盘上设置有支撑轮，支撑轮与装于竖直驱动电机上的齿轮对称设置在环形齿条的下部，对环形齿条起到支撑作用。本专利技术的加工步骤分为整体一次打印成型和二次打印装饰两种方式；所述的整体一次打印成型的加工步骤为：A、路径设定：通过计算机根据需打印食物形状，设定层数及路径；B、物料准备：将物料准备好，使之能通过泵进入到物料管及物料喷头中；C、打印：按照预先设定的图形或程序，使喷头上下左右移动，令物料在打印平台上堆积、成型，在打印球面、弧面或是不规则曲面的时候，可开动竖直驱动电机和水平转动电机，使得物料喷头与被打印的面垂直；竖直驱动电机和水平转动电机通过正传转或(和)反转，配合物料喷头完成特殊形状3D食品打印，D、打印结束：将产品从固定锥上提起，准备下一产品打印；所述的二次打印装饰的加工步骤为：E、路径分析设定：通过计算机信息采集装置对将需要表面装饰的初级食品进行图像采集，分析，设定出打印层数及路径；F、物料准备：将物料准备好，使之能通过泵进入到物料管及物料喷头中；D、初级食品固定：将需要二次装饰的初级食品固定在打印平台上；H、表面装饰打印：启动竖直驱动电机和水平转动电机，使物料喷头对准所要修饰的曲面或是平面，进料，使物料在曲面上堆积，在进料过程中，3D初级食品可以不断地在水平和竖直平面内正反方向旋转，使物料喷头在曲面上堆积出不同的花纹、图形、图案；I、打印结束：从固定锥上提起，准备下一批次操作。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供的3D食品打印曲表面打印万向平台，实现了具有回转曲面或不规则曲面的食品，一次3D打印成型；2、本专利技术提供的3D食品打印曲表面打印万向平台，降低了喷涂回转曲面或不规则曲面食品外部修饰的计算难度；3、本专利技术提供的3D食品打印曲表面打印万向平台，算法简单，操作简便，适宜在回转面和不规则曲面上进行物料增材，进而形成图案和花纹，且图案和花纹的精细度不受重力影响。综上，应用本专利技术的技术方案解决了现有打印设备不能一次完成整体造型及外部修饰的工作；喷头外部修饰还存在增加计算难度及修饰材料受重力作用变形等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术结构示意图；图2为装配本专利技术万象平台的3D食品打印设备结构示意图；图3为本专利技术万向平台角度变化结构示意图；图4为3D食品打印设备加工状态结构示意图。图中：1、万向平台2、打印机框架3、横梁4、垂直移动控制节5、物料喷头6、水平移动控制节7、物料管；11、齿轮12、水平转动电机13、底座14、轴承15、转动轴16、滚珠17、竖直驱动电机18、环形齿条19、万向球下罩110、万向球上罩111、支撑架112、打印平台113、固定锥114、万向球115、带孔支撑架116、支撑轮117、水平转动齿盘。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D食品打印曲表面打印万向平台；平台固定设置在打印机框架(2)内底部；连接物料管(7)的物料喷头(5)通过水平移动控制节(6)装于横梁(3)上，并可在横梁(3)上横向移动；横梁(3)的两端通过垂直移动控制节(4)装于打印机框架(2)的侧部框架上，并可沿打印机框架(2)上下移动；物料喷头(5)位于平台的上方；其特征在于：/n所述的平台为万象平台(1)；万象平台包括：底座(13)、水平转动装置、万向转动装置、打印平台(112)及驱动装置；底座(13)固定在打印机框架(2)内底部中间位置；水平转动装置装于底座(13)上部中间位置；万向转动装置装于水平转动装置上部，打印平台(112)装于万向转动装置上部；驱动装置装于底座(13)和水平转动平台上，并与水平转动装置和万向转动装置相连接，驱动两个专职运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D食品打印曲表面打印万向平台；平台固定设置在打印机框架(2)内底部；连接物料管(7)的物料喷头(5)通过水平移动控制节(6)装于横梁(3)上，并可在横梁(3)上横向移动；横梁(3)的两端通过垂直移动控制节(4)装于打印机框架(2)的侧部框架上，并可沿打印机框架(2)上下移动；物料喷头(5)位于平台的上方；其特征在于：
所述的平台为万象平台(1)；万象平台包括：底座(13)、水平转动装置、万向转动装置、打印平台(112)及驱动装置；底座(13)固定在打印机框架(2)内底部中间位置；水平转动装置装于底座(13)上部中间位置；万向转动装置装于水平转动装置上部，打印平台(112)装于万向转动装置上部；驱动装置装于底座(13)和水平转动平台上，并与水平转动装置和万向转动装置相连接，驱动两个专职运动。


2.根据权利要求1所述的3D食品打印曲表面打印万向平台，其特征在于，所述的水平转动装置包括：轴承(14)、转动轴(15)、滚珠(16)、带孔支撑架(115)及水平转动齿盘(117)；
水平转动齿盘(117)的上下端面中心位置分别设置有带孔支撑架(115)和转动轴(15)；
转动轴(15)通过至少两个轴承(14)装于底座(13)上；
水平转动齿盘(117)下部与底座(13)的上表面设置有相对应的环形滚珠槽，其内装有若干个滚柱(16)；
水平转动齿盘(117)与驱动装置相连接。


3.根据权利要求1所述的3D食品打印曲表面打印万向平台，其特征在于，所述的万向转动平台包括：环形齿条(18)、万向球下罩(19)、万向球上罩(110)及万向球(114)；
万向球上罩(110)的顶部通过支撑架(111)装有打印平台(112)；
万向球上罩(110)通过万向球下罩(19)和螺栓装于万向球(114)上；
万向球(114)固定装于带孔支撑架(115)的顶部，其中心点位于转动轴(15)的轴心延长线上；
环形齿条(18)穿过带孔支撑架(115)后，两端与支撑架(111)固定连接；
环形齿条(18)的圆心与万向球(114)的圆心同心；
环形齿条(18)与驱动装置相连接。


4.根据权利要求1所述的3D食品打印曲表面打印万向平台，其特征在于，所述的驱动装置包括：
齿轮(11)、水平转动电机(12)、竖直驱动电机(17)；
水平转动电机(12)装于底座的侧部，其输出轴装有齿轮(11)，齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良，李斌，李冬男，王莉，张翼飞，刘一恒，王卓，张灏，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21