食品3D打印设备用复合材料同轴打印喷头的制作方法

本实用新型食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，涉及食品加工设备制造技术领域，尤其涉及食品3d打印设备用的打印喷头。

背景技术：

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，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，例如：

一、食品材质偏软，打印后强度不够，不易成型；

二、3d打印过程中需要不同的颜色进行装饰，与此同时，打印的食品由不同的材料构成，不能一次成型，需要二次打印；

三、当前3d食品打印需要更换喷头，管路，等待时间较长，效率低。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

技术实现要素：

根据上述现有技术提出的现有打印喷头打印的食品强度不够，不易成型；不能一次成型，需二次打印；需多次反复更换喷头，打印效率低等技术问题，而提供一种食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头。本实用新型主要利用同轴设计的复合材料同轴打印喷头，将芯材与包材同时进行打印，从而使得3d打印食品强度大，同时颜色和材质便于切换，丰富了3d打印食品的品类。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，打印喷头通过折叠机械臂与打印机机架上的立柱相连接，折叠机械臂可沿立柱上下滑动或转动；其特征在于：打印喷头为复合材料同轴打印喷头；复合材料同轴打印喷头包括：同轴加工的芯材喷头和包材喷头；芯材喷头装于折叠机械臂上；包材喷头装于设置在打印机机架一侧中部的包材喷头座上；芯材喷头在折叠机械臂的带动下运行至包材喷头座上，插入到包材喷头中，通过设置在包材喷头上端的垫片与设置在芯材喷头上的电磁铁磁力吸附，将芯材喷头和包材喷头固定连接；芯材喷头的上端与芯材输料管相连接。

进一步地，芯材喷头上部芯材腔外部同轴包裹芯材电加热管。

进一步地，芯材电加热管的正下方设置有电磁铁，电磁铁由4-8组铁芯与线圈构成。

进一步地，芯材电加热管的加热温度保持在30-60℃。

进一步地，包材喷头为套管形，在其侧面设置有包材进口。

进一步地，包材进口下部与包材喷头同轴包裹包材电加热管。

进一步地，芯材电加热管(的加热温度保持在30-60℃。

本实用新型的使用过程为：

1、将芯材喷头固定在折叠机械臂上，将芯材食品原料(面团，肉糜)通过芯材输料管、蠕动泵连接输送到芯材喷头上；

2、然后将包材喷头装配在包材喷头座上，令红颜色的包材食品原料(高分子材料，水凝胶等)通过芯材输料管、蠕动泵连接到各自的包材喷头上；

3、伸展折叠机械臂，使芯材喷头到达某个颜色包材喷头上方，然后竖直下降，到达同轴配合，闭合电磁铁电源，芯材喷头底部的电磁铁通过磁力吸附包材喷头；

4、通过折叠机械臂和立柱，使得芯材喷头和包材喷头能够在打印空间内运动，根据打印造型要求，进行增材，期间，芯材原料先于包材原料喷出，使得包材附着在芯材上，同时令食品呈现颜色；

5、如需更换颜色(或不同材质、材料)，可将正在使用的包材喷头放回包材喷头座上，继续提取所需颜色的包材喷头，继续进行食品打印。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，同轴设计的喷头，可以一次性打印出带有保护外层的食品，使食品的强度增加；

2、本实用新型提供的食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，同轴设计的喷头，可以一次性打印出带有保护外层的食品，减少了依次更换打印外部保护层的喷头操作，节省了一半的加工时间，提高了打印效率。

3、本实用新型提供的食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，通过在芯材喷头和包材喷头外部设置电加热装置，使得材料温度保持在30-60℃，确保了打印的流畅性；

4、本实用新型提供的食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，通过设置在芯材喷头上的电磁铁吸附固定可更换的包材喷头，实现了快速分换包材喷头，提高打印效率的目的。

综上，应用本实用新型的技术方案解决了现有技术中的现有打印喷头打印的食品强度不够，不易成型；不能一次成型，需二次打印；需多次反复更换喷头，打印效率低等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为装配本实用新型复合材料同轴打印喷头的食品3d打印设备结构示意图；

图2为装配本实用新型复合材料同轴打印喷头的食品3d打印设备俯视图；

图3为本实用新型复合材料同轴打印喷头结构示意图；

图4为本实用新型复合材料同轴打印喷头侧视图；

图5为本实用新型芯材喷头结构示意图；

图6为本实用新型芯材喷头仰视图；

图7为本实用新型包材喷头结构示意图。

图中：1、包材腔；2、芯材喷头；3、包材喷头；4、包材电加热管；5、包材进口；6、电磁铁；61、铁芯；62、线圈；7芯材电加热管；8、芯材腔；9、包材喷头座；10、打印机支架；11、折叠机械臂；12、立柱。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图所示，本实用新型提供了一种食品3d打印设备用复合材料同轴打印喷头，打印喷头通过折叠机械臂11与打印机机架10上的立柱12相连接，折叠机械臂11可沿立柱12上下滑动或转动；其特征在于：打印喷头为复合材料同轴打印喷头；复合材料同轴打印喷头包括：同轴加工的芯材喷头2和包材喷头3；芯材喷头2装于折叠机械臂11上；包材喷头3装于设置在打印机机架10一侧中部的包材喷头座9上；芯材喷头2在折叠机械臂11的带动下运行至包材喷头座9上，插入到包材喷头3中，通过设置在包材喷头3上端的垫片与设置在芯材喷头2上的电磁铁6磁力吸附，将芯材喷头2和包材喷头3固定连接；芯材喷头2的上端与芯材输料管相连接。

芯材喷头2上部芯材腔8外部同轴包裹芯材电加热管7，加热温度保持在30-60℃。芯材电加热管7的正下方设置有电磁铁6，电磁铁6由6组铁芯61与线圈62构成。

包材喷头3为套管形，在其侧面设置有包材进口5，加热温度保持在30-60℃。包材进口5下部与包材喷头3同轴包裹包材电加热管4。

实施例1

首先将芯材食品原料(面团，肉糜)通过芯材输料管、蠕动泵连接输送到芯材喷头2上，将芯材喷头2固定在折叠机械臂11上，然后将包材喷头3装配在包材喷头座9上，令红颜色的包材食品原料(高分子材料，水凝胶等)通过芯材输料管、蠕动泵连接到各自的包材喷头3上，伸展折叠机械臂11，使芯材喷头2到达某个颜色包材喷头3上方，然后竖直下降，到达同轴配合，闭合电磁铁电源，吸附包材喷头3，并通过折叠机械臂11和立柱12，使得芯材喷头2和包材喷头3能够在打印空间内运动，根据打印造型要求，进行增材，期间，芯材原料先于包材原料喷出，使得包材附着在芯材上，同时令食品呈现颜色；如需更换颜色(或不同材质、材料)，可将正在使用的包材喷头3放回包材喷头座9上，继续提取所需颜色的包材喷头3，继续进行食品打印。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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