[发明专利]一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印装置领域，尤其涉及用于食品3D打印设备装置领域，具体的说，是一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。当前已经存在将3D打印技术应用到食品行业领域，其中对食品加工成型会用到挤出机。

现有的挤出机通常是通过手动操作，机械辅助，物料的挤出过程通常都是依赖于人的操作，凭借经验和主观判断实现物料的挤出。这种方式优点是操作灵活，可以随意停止，但存在比较严重和明显的不足；例如：挤出的速率不均匀，效率低，产品的一致性无法得到统一。而采用ED打印技术，通过程序控制，利用机械模具的一致性可以确保挤出物料形状的一致性，同时根据物料堆砌产品的形状不同可以调整自动挤出速度的快慢。

中国专利，申请号：201410374807.1，授权公告号CN 104339625 B，公开了一种挤出机，包括缸体和电机，以及布置在缸体中的挤出机螺杆的工作部分，还有用于分开电机与传动装置动力的离合器和控制装置，以及采用传感单元检测螺杆插入在缸体内的位置，以实现精确控制的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，用于解决现有的挤出机采用人工操作，机械辅助的方式不容易实现精确控制，需要依赖于操作人员的技术和经验，对于物料挤出的速率，效率不具有稳定性和统一性，不利于工业化大生产；进一步地，提出一种与背景技术中检索到的挤出机不同构造的新方案。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于3D食品打印的缸体往复式挤出机，包括用于进料的物料斗，与所述物料斗出料端密闭连接的物料仓，与所述物料仓密闭连接的缸体，所述缸体的一端贯穿连接有用于将物料排出的导流管，所述缸体内安装有用于将物料挤压进入所述导流管的活塞，所述物料仓内安装有用于搅拌和流转物料的控制阀，所述控制阀与物料仓同轴安装并通过设置在物料仓外部侧面上的第一电机驱动，以用于搅拌物料并将物料流转到所述缸体内；

所述活塞远离导流管的一侧固定连接有用于驱动活塞往复运动的丝杆，所述丝杆靠近活塞的一段为光轴，远离活塞的一段设置有外螺纹，所述丝杆通过第二电机驱动连接。

为了更进一步的实现本发明，优选地，所述控制阀为中空结构的圆筒状且沿长度方向设置有开口，所述开口与两端侧壁相交处为圆弧设置且圆弧半径与所述活塞的半径相适应。

工作流程及原理：为了更好的说明上述产品结构，下面按照物料的流转顺序对本发明进行说明。在说明之前需要强调的是本发明中所述的第一电机和第二电机需要的电源均为家用市电，若匹配较小功率或者特殊应用环境也可以匹配直流电，只需要增设对应的交直流转换器和/或变压器即可以实现，这对于本领域技术人员来说是显而易见的公知常识，因此，在此就不再做详述。

情况一：在对不需要加热融化的物料进行挤出工作时，首先，将符合要求的物料按照设定的比例放入物料斗内，开启第一电机和第二电机，第一电机的转动驱动着控制阀不断的搅动着物料。由于控制阀为中空结构且沿长度方向设置有开口，当控制阀没旋转一个周期，则开口则会运动一个完整的圆周，当开口运动到对准物料斗时，即处于正上方时，物料在重力的作用下会自动通多所述开口进入到控制阀的空腔内，当控制阀继续旋转运动，当开口运动到下方时，位于控制阀空腔内的物料在重力作用下进入到缸体内，如此反复，直到控制第一电机的控制装置停止发出驱动信号，第一电机停止工作，同时控制装置向第二电机发出驱动信号，驱动第二电机工作，在第二电机的驱动下丝杆向靠近活塞的方向做直线运动。此时控制阀的开口方向是处于竖直向下的，也就是正好与缸体连通，形成一个相对密闭的空腔，活塞推动物料进入导流管，实现物料的挤出。