巧克力3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开一种巧克力3D打印机，包括:1)三自由度传动机构：第一部分是通过丝杆机构提供上下也即z方向的运动，电机a置于底座内为丝杆提供动力；第二部分是与丝杆螺母连接的两个串联的旋转轴配合实现xy平面内的移动，从而实现3D打印的三维运动；2)加热装置；3)挤出装置:气压式挤出装置；4)反馈装置：底座外壳设有开关按钮，底座表面设有环形LED指示灯。本实用新型专利技术不仅体积较小，打印面积较大，而且还能很好的展示打印过程，以用户为中心，既拥有优美柔和的外形，又能提供有趣的巧克力3D打印体验。

【技术实现步骤摘要】
巧克力3D打印机
本技术涉及3D打印设备领域和工业设计领域，具体地，涉及一种新型巧克力3D打印机，通过新型打印方式更好地展现3D打印有趣的打印过程，外形亲和优美，并且可以实现对巧克力外形的个性定制，满足人们日益增长的对美好生活的需要。
技术介绍
国内外现有传统的解决方案主要分为两大类：①矩形盒(XYZ)式结构3D食品打印机；如CN104824301A、CN107509845A等。采用矩形盒(XYZ)式结构的3D食品打印机外形固定为方形，安装复杂，且因为打印部位处于xyz三轴交汇处，由于结构的固定，打印范围被包裹在三轴中间，不易展示打印的有趣过程。②三角洲式结构3D打印机；如CN108973124A、CN108094641A等。采用三角洲式结构3D打印机，在打印相同体积的尺寸食物的的时候，由于三角洲式结构是通过三角函数将XY坐标映射到三台垂直的轴上去，这种结构的有对喷头的重量有较高的要求，因此通常采用J-head和齿轮式挤出机的。这种结构的机械复杂程度要比传统的直角坐标系结构简单很多，但是固件就复杂多了。现在Marlin固件有一个专门的分支来控制这类型的3D打印机。这种结构有一个很大的不足就是Z轴方向的体积较大(因为要容纳爪的长度)，所以也不易展现有趣的打印过程，而且体积较大，外形基本固定。
技术实现思路
本技术旨在设计一款全新的巧克力3D打印机，设计过程不仅考虑用户情感和用户体验，运用三百六十度透明玻璃罩作为外壳，全方位展示3D打印的有趣过程；更是基于产品和用户出发，设计了新的机构，不同于普通的矩形盒(XYZ)式结构3D食品打印机和三角洲式结构3D打印机，是通过直线的运动形式来实现xyz三个轴向的移动，本设计创新通过两个不同心的转轴来实现xy轴向的移动，而且外形不同于传统打印机，更加亲和优美，更容易获得消费者和用户的喜爱；并且在新的结构下既能在占用更小的体积的前提下打印更大的范围，又能全方位展现3D打印有趣的打印过程。本技术的技术方案是巧克力3D打印机，包括三自由度传动机构、加热装置和挤出装置、反馈装置；1)三自由度传动机构：第一部分是通过丝杆机构提供上下也即z方向的运动，电机a置于底座内为丝杆提供动力；第二部分是与丝杆螺母连接的两个串联的旋转轴配合实现xy平面内的移动，从而实现3D打印的三维运动；2)加热装置:设置于打印头下部的内壁，可将固态的巧克力加热熔融；3)挤出装置:气压式挤出装置，即通过在产品底座内部的挤出装置提供稳定的气压，沿着挤出装置的软管输出到打印头，将熔融状态的巧克力匀速挤出；4)反馈装置：底座外壳设有开关按钮，底座表面设有环形LED指示灯；在绕丝杆螺母转动的转动块上附有两个小型伺服电机，其中一个小型伺服电机c与丝杆螺母通过同步带连接，从而实现第一个绕丝杆的转动；另一个小型伺服电机b直接驱动挤出装置转动，进而实现3D的打印的xyz三轴移动。所述底座外壳与底座内壳装配，底座外壳、底座内壳与底板之间形成的凹槽供玻璃外罩放置。所述环形LED指示灯通过渐亮的LED灯直观反映打印进程。打印头的上下两部分通过打印头连接块将打印头下部分连接件和打印头上部分连接件扣在一起；打印头传动块与打印头下部分焊接装配，电机b与打印头传动块直接传动，电机b控制打印头旋转；电机b与电机c镶嵌装配固定于链接传动件两侧，链接传动件可绕以丝杆螺母为轴心的固定件丝杆螺母连接件a、丝杆螺母连接件b旋转；其中，电机c通过同步带与固定于丝杆螺母的齿轮a连接，通过同步带的传动，驱动链接传动件旋转。电机a与内支架通过螺丝固定于底板，电机a、联轴器、丝杆、丝杆螺母为丝杆传动机构，为打印头提供上下方向也即z方向的运动。电机d带动曲柄滑块机构将旋转运动转变为直线运动，从而带动活塞左右运动。当活塞往左运动左边气室只可出气，右边气室只可入气，反之亦然，实现气筒活塞的往复运动都可输出稳定气压。气筒的两端外侧装有向外的单向阀，气筒两端的内侧装有向内的单向阀。有益效果相比于传统的矩形盒(XYZ)式结构和三角洲式结构3D打印机，本技术不仅体积较小，打印面积较大，而且还能很好的展示打印过程，以用户为中心，既拥有优美柔和的外形，又能提供有趣的巧克力3D打印体验。另外，本技术使用简单，只有一个实体开关按钮；底座的环形灯随打印进度而逐渐变亮以灯光的形式直观反馈打印进程；巧克力口味还可个性化定制，满足了人们日益增长的对美好生活的需要。附图说明图1是本技术巧克力3D打印机的正面整体结构图。图2是本技术巧克力3D打印机的内部整体结构图。图3是本技术巧克力3D打印机的内部整体结构细节图。图4是本技术巧克力3D打印机的传动块连接部分内部结构细节图。图5是本技术巧克力3D打印机的气压式挤出装置内部结构图。图6是本技术巧克力3D打印机的气压式挤出装置整体结构图。图中标号说明：1-开关按钮，2-玻璃外罩，3-底座外壳，4-底座内壳，5-环形LED指示灯，6-打印头下部分，7-打印头下部分连接件，8-打印头上部分连接件，9-打印头连接块，10-打印头上部分，11-打印头传动块，12-柱状外壳，13-链接传动件，14-加热片，15-打印头进气口，16-轴承a，17-轴承b，18-内支架，19-丝杆，20-联轴器，21-电机a，22-电机b，23-丝杆螺母，24-齿轮a，25-同步带，26-齿轮b，27-电机c，28-丝杆螺母连接件a，29-丝杆螺母连接件b，30-轴承c，31-底板，32-固定槽，33-电机d，34-曲柄转动块，35-曲柄连接块，36-滑块，37-单向阀，38-气筒，39-活塞，40-软管a，41-软管b，42-软管c，43-气体阀，44-软管d，45-通气口a，46-软管e，47-通气口b，48-通气口c。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。参见图1-6，底座外壳3与底座内壳4装配，底座外壳3、底座内壳4与底板31之间形成的凹槽供玻璃外罩2放置，方便拆卸清洗。环形LED指示灯5通过渐亮的LED灯直观反映打印进程。打印头下部分6与打印头下部分连接件7通过螺丝装配在一起，打印头上部分连接件8与打印头上部分10通过粘合剂装配在一起，打印头的上下两部分通过打印头连接块9将打印头下部分连接件7和打印头上部分连接件8扣在一起。打印头传动块11与打印头下部分6焊接装配，电机b22与打印头传动块11直接传动，电机b22控制打印头旋转；电机b22与电机c27镶嵌装配固定于链接传动件13两侧。链接传动件13可绕以丝杆螺母23为轴心的固定件丝杆螺母连接件a28、丝杆螺母连接件b29旋转。其中，电机c27通过同步带25与固定于丝杆螺母23的齿轮a24连接，通过同步带的传动，驱动链接传动件13旋转。以上所述与丝杆螺母连接的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.巧克力3D打印机，其特征在于，包括三自由度传动机构、加热装置和挤出装置、反馈装置；/n1)三自由度传动机构：/n第一部分是通过丝杆机构提供上下也即z方向的运动，电机a置于底座内为丝杆提供动力；第二部分是与丝杆螺母连接的两个串联的旋转轴配合实现xy平面内的移动，从而实现3D打印的三维运动；/n2)加热装置:设置于打印头下部的内壁；/n3)挤出装置:气压式挤出装置，即通过在产品底座内部的挤出装置提供稳定的气压，沿着挤出装置的软管输出到打印头，将熔融状态的巧克力匀速挤出；/n4)反馈装置：底座外壳设有开关按钮，底座表面设有环形LED指示灯；/n在绕丝杆螺母转动的转动块上附有两个小型伺服电机，其中一个小型伺服电机c与丝杆螺母通过同步带连接，从而实现第一个绕丝杆的转动；另一个小型伺服电机b直接驱动挤出装置转动，进而实现3D的打印的xyz三轴移动。/n

【技术特征摘要】
1.巧克力3D打印机，其特征在于，包括三自由度传动机构、加热装置和挤出装置、反馈装置；
1)三自由度传动机构：
第一部分是通过丝杆机构提供上下也即z方向的运动，电机a置于底座内为丝杆提供动力；第二部分是与丝杆螺母连接的两个串联的旋转轴配合实现xy平面内的移动，从而实现3D打印的三维运动；
2)加热装置:设置于打印头下部的内壁；
3)挤出装置:气压式挤出装置，即通过在产品底座内部的挤出装置提供稳定的气压，沿着挤出装置的软管输出到打印头，将熔融状态的巧克力匀速挤出；
4)反馈装置：底座外壳设有开关按钮，底座表面设有环形LED指示灯；
在绕丝杆螺母转动的转动块上附有两个小型伺服电机，其中一个小型伺服电机c与丝杆螺母通过同步带连接，从而实现第一个绕丝杆的转动；另一个小型伺服电机b直接驱动挤出装置转动，进而实现3D的打印的xyz三轴移动。


2.根据权利要求1所述的巧克力3D打印机，其特征在于，所述底座外壳与底座内壳装配，底座外壳、底座内壳与底板之间形成的凹槽供玻璃外罩放置。


3.根据权利要求1所述的巧克力3D打印机，其特征在于，所述环形LED指示灯通过渐亮的LED灯直观反映打印进程。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘凯轮，项忠霞，宫怀叡，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12