[发明专利]仿生海珍品3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿生海珍品3D打印机。

背景技术

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础的快速成型技术，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，以快速、方便、灵活、高精度、高质量、低成本等特点代替传统制造业的机床、刀具和流水作业等繁琐工序，成为国内外研究人员和社会人员的广泛关注热点，自1986年美国推出第一台3D打印机以来，历经30年的发展，3D打印技术被认为是推动第三次工业革命的重要因素之一，以新材料、新技术为主要优势，在医学、航天、食品工业、建材工业等领域得以广泛应用。

3D食品打印机是在3D打印技术的基础上发展的一种快速食品制造机械，不仅可以人性化的改变食物形状，改良食品品质，还可以自由搭配均衡营养，3D食品打印机让人们无须满身大汗的在炉火前烹煮，轻轻松松就能制作出美味食品，其目的在于帮助人们节省手工烹煮时间，精简制作过程，从而鼓励人们养成健康的饮食习惯，多吃自制食品，3D食品打印机是将3D打印技术应用到食品制造层面上的一种机器，主要由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成，它所制作出的食物形状、大小和用量都由电脑操控，其工作原理 和操作方法与3D打印机相似，其使用的打印材料是可食用的食物材料和相关配料，将其预先放入容器内，将食谱输入机器，开启按键后注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来，按照“逐层打印、堆叠成型”制作出立体食物产品，使用者可以自主决定食物的形状、高度、体积等，不仅能做出扁平的饼干，也能完成巧克力塔，甚至还能在食物上完成卡通人物等造型，用于食品打印的材料来源丰富，可以是生的、熟的、新鲜的或冰冻的各种食材，将其绞碎、混合、浓缩成浆、泡沫或糊状，打印出的食品口感各样，方便咀嚼下咽，同时还可自由搭配营养，对于咀嚼困难或有吞咽困难的老年人、病人，3D打印食品不仅人性化地改变食物形状以及改良食品品质，更提供了均衡营养，但是，目前还没有一种仿生海珍品3D打印机。

发明内容

本发明的目的是提供一种以鲍鱼、虾和鱼为研究对象，建立海产品三维数模库的仿生海珍品3D打印机。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种仿生海珍品3D打印机，包括X、Y、Z方向的打印支架和挤出机构，所述X、Y、Z方向的打印支架上设有步进电机，挤出机构安装在打印支架上，X、Y、Z方向的打印支架的底部安装有打印台，所述打印台下面设有加热板，所述X、Y向的步进电机轴上安装有同步轮，所述同步轮通过同步带带动打印台和加热板运动，所述X、Y向的步进电机轴上连接有螺杆，所述螺杆传递Z方向的动力，Z向步进电机轴与螺杆相连， 所述挤出机构包括挤出支架、挤出步进电机、扁轴、挤出螺杆、内螺纹法兰、料筒、橡胶柱塞和喷头，所述挤出步进电机安装在挤出支架上，挤出步进电机通过联轴器与扁轴相连，挤出螺杆的一端插入扁轴中，另一端与橡胶柱塞相连，内螺纹法兰与挤出螺杆连接，料筒安装在内螺纹法兰下端，喷头安装在料筒底部，所述螺杆的材质为铸钢，所述铸钢含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.05-0.08％、钙0.4-0.7％、锰0.05-0.07％、锌0.5-0.9％、0.0023-0.0045％、铝0.4-0.6％、钼0.7-0.9％、硼0.027-0.035％、镁0.24-0.26％、钛0.035-0.0037％、碌≤0.29％、铜0.13-0.18％、余量为铁。

所述X、Y、Z方向的打印支架由光轴和支撑板构成，所述铸钢的制造方法包括以下步骤：

(1)将硅铁、锰铁与废铁按1.2：4.3-5.1:2.3-4:5.5比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镁、铜、铌和钛合金元素合金化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/3-3/7，控制感应炉中压强为0.0006-0.0008Mpa，加热温度至1293-1532℃，熔融后热轧，冷却后制成钢坯；

(2)将步骤(1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温5-7h，然后向其中加入剩余量的铝、铜、镭和钛各合金元素，搅拌均匀，保温32-40分钟，再向其中加入其它剩余合金元素，在1430-1550℃精炼30-50min，保温25-35min后取样，分析成分后，调整成分，熔化18-22min，铸造成型，出钢温度为1432-1490℃；