鱼糜同轴挤出与激光靶向熟化耦合控制的3D打印装备制造技术

本发明专利技术公开了一种鱼糜同轴挤出与激光靶向熟化耦合控制的3D打印装备，包括供料单元、同轴变压变温挤出单元、数控传动单元、激光扫描熟化单元、以及控制系统。所控制系统包括上位机，所述上位机通过连接线分别连接了PID加热控制单元、PID压力控制单元、PID激光温度控制单元和同轴3D打印挤出路径及激光扫描路径耦合控制单元。本发明专利技术可以流体浆料的即时固化，提高了打印制品的质量和抵抗形变的能力，有效解决3D打印食品后处理流程长、打印产品形变大的问题，通过激光促进和“核”减缓可达到协同控制，进而精细的调控蛋白质微观结构变化，实现熟化后的结构及品质可控。实现熟化后的结构及品质可控。实现熟化后的结构及品质可控。

【技术实现步骤摘要】
鱼糜同轴挤出与激光靶向熟化耦合控制的3D打印装备


[0001]本专利技术属于食品加工用的3D打印
，具体的说，涉及一种鱼糜同轴挤出与激光靶向熟化耦合控制的3D打印装备。

技术介绍

[0002]3D打印技术是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出特殊形状/性能的实体，该技术体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的深度结合，是世界各国积极布局的未来产业发展新增长点。目前该技术在航空航天、机械零部件制造、医疗器械等领域得到了广泛应用，而且还在向食品、生物医疗、建筑等领域不断扩展。3D打印技术区别于传统制造业的减材制造技术具有快速、方便、灵活、高精度、高质量等特点，无需机械加工和模具，能够利用计算机设计各种图形制造出传统成型方式无法制造出的形状，因此被认为是推动各领域发展的重要技术手段。
[0003]近年来，随着人们生活水平的提高，消费者对膳食营养的需求剧增，尤其是个性化、定制化的特殊膳食食品已成为高端食品的代表。食品3D打印作为新兴的数字化制造技术，可以实现营养、形、质构的精准调配，满足儿童、老人、吞咽障碍患者对特殊膳食营养的需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼糜同轴挤出与激光靶向熟化耦合控制的3D打印装备，其特征在于，包括供料单元(11)、同轴变压变温挤出单元(10)、数控传动单元、激光扫描熟化单元(13)、以及控制系统；所述的供料单元(11)包括内轴加料机构和外轴加料机构；所述内轴加料机构包括设置在装备外壳(19)外表面的内轴供料桶(25)，所述内轴供料桶(25)通过内轴供料泵(21)及内轴供料管道接入位于固定架(66)前端的内轴储料桶(41)中；所述固定架(66)横向安装在所述装备外壳(19)内部的中上位置处；所述外轴加料机构包括设置在所述装备外壳(19)外表面的外轴供料桶(28)，所述外轴供料桶(28)通过外轴供料泵(31)及外轴供料管道接入位于所述固定架(66)前端比邻所述内轴储料桶(41)设置的外轴储料桶(55)；所述同轴变压变温挤出单元(10)包括所述内轴储料桶(41)和所述外轴储料桶(55)，以及固定安装在所述固定架(66)上且位于所述内轴储料桶(41)和所述外轴储料桶(55)上方的电机支撑架(73)；所述电机支撑架上端(71)装有Z1轴电机(47)和Z2轴电机(50)；所述内轴储料桶(41)外部设有内轴储料桶加热套(62)，所述内轴储料桶加热套(62)内设置了内轴温度传感器(63)；所述外轴供料桶(28)外部设有外轴储料桶加热套(64)，所述外轴储料桶加热套(64)内设置了外轴温度传感器(65)；所述Z1轴电机(47)的轴丝杠输出端与内轴变压活塞(43)连接，所述内轴变压活塞(43)的活塞头在所述内轴储料桶(41)内做往复运动；所述内轴变压活塞(43)的活塞杆上端设有内轴感应块(84)，所述电机支撑架(73)内部靠近所述内轴储料桶(41)的一侧，还设有配合所述内轴感应块(84)的内轴上限电感式接近开关(46)和内轴下限电感式接近开关(42)；所述Z2轴电机(50)的轴丝杠输出端与外轴变压活塞(51)连接，所述外轴变压活塞(51)的活塞头在所述外轴储料桶(55)内做往复运动；所述外轴变压活塞(51)的活塞杆上端设有外轴感应块(85)，所述电机支撑架(73)内部靠近所述外轴储料桶(55)的一侧，还设有配合所述外轴感应块(85)的外轴上限电感式接近开关(72)和外轴下限电感式接近开关(76)；所述同轴变压变温挤出单元(10)还包括同轴打印头(57)，所述同轴打印头(57)包括通过弯臂状连接管(56)与所述外轴储料桶(55)底部连接的外轴打印头(39)，内轴打印头(40)的一端接在所述内轴储料桶(41)下方，所述内轴打印头(40)的另一端伸入所述外轴打印头(39)的内部；所述外轴打印头(39)外设有同轴打印头加热套(60)；所述数控传动单元包括设置在所述装备外壳(19)内侧下部的成型平台竖直升降单元，以及成型平台水平移动单元(9)；所述成型平台竖直升降单元包括两个对称设置的通过电机驱动的U轴螺旋传动机构，U轴托架(20)下部两端分别安装在所述U轴螺旋传动机构的U轴滑块(5)上，所述U轴托架(20)的上端为U轴托架连接板(8)；所述成型平台水平移动单元(9)包括安装在所述U轴托架连接板(8)上的X轴螺旋传动机构，通过X轴连接板安装在所述所述X轴螺旋传动机构的螺母上沿X轴往复运动的Y轴螺旋传动机构，以及安装在所述Y轴螺旋传动机构的螺母上沿Y轴往复运动的成型平台(38)；所述激光扫描熟化单元(13)包括两个对称布置在所述同轴挤出单元(10)的外轴打印头(39)的中心线的两侧的激光熟化机构；
所述激光熟化机构包括呈倒L型延伸固定在所述装备外壳(19)背部至顶部的单元外壳，所述单元外壳的竖直部分中安装了CO2激光管(78)，反射镜(80)安装在所述单元外壳的直角拐角处，所述单元外壳的水平部分顺次安装了与所述反射镜(80)的反射光线同轴的扩束镜(81)和振镜(82)，所述振镜(82)的出射口处设置了场镜(83)；所述激光熟化机构还包括两个红外热像传感器(12)，两个所述红外热像传感器(12)以所述同轴打印头(57)的中心线为轴线呈对称设置，并且两个所述红外热像传感器(12)的位置高于所述同轴打印头(57)；所述控制系统包括上位机，所述上位机通过连接线分别连接了PID加热控制单元、PID压力控制单元、PID激光温度控制单元和同轴3D打印挤出路径及激光扫描路径耦合控制单元；所述控制系统中还包括了...

【专利技术属性】
技术研发人员：童强，赵文涛，蒙玉祥，国泰榕，董秀萍，庞桂兵，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：