[发明专利]一种食品微波3D打印设备、系统及打印方法

权利要求书

1.一种食品微波3D打印设备，其特征在于，所述食品微波3D打印设备包括：聚焦式微波加热单元和物料挤出单元；

所述聚焦式微波加热单元包括微波加热腔和微波加热天线；其中微波加热天线为两极式天线，包括阳极天线和阴极天线，所述阳极天线和阴极天线设置于微波加热腔内部；

所述物料挤出单元包括料筒和挤出喷嘴；挤出喷嘴设置于所述阳极天线与阴极天线之间，所述阳极天线和阴极天线将微波电场限制在阳极天线与阴极天线之间的位置，实现对挤出物料的聚焦式加热，达到挤出物料即时固化的效果；

所述食品微波3D打印设备还包括：微波源、微波传输线和微波转接器；微波源产生微波，通过微波转接器和微波传输线将微波传输至微波加热天线；

所述微波传输线为同轴线，所述阳极天线与阴极天线分别与同轴线的内外导体连接构成两极式天线。

2.根据权利要求1所述的食品微波3D打印设备，其特征在于，所述阳极天线与阴极天线为两侧对称排列或者螺旋式排列。

3.根据权利要求2所述的食品微波3D打印设备，其特征在于，所述阳极天线与阴极天线为金属线或者电极板。

4.根据权利要求1-3任一所述的食品微波3D打印设备，其特征在于，所述阳极天线与阴极天线采用具有导电性但不具有吸波能力的金属制成。

5.一种食品微波3D打印系统，其特征在于，所述食品微波3D打印系统包括扫描成像单元、控制单元、聚焦式微波加热单元和3D打印单元；所述控制单元分别与所述扫描成像单元、聚焦式微波加热单元、3D打印单元连接，所述控制单元通过所述扫描成像单元获取待打印物体的图像信息，并通过切片软件对待打印物体的图像信息进行切片处理得到切片信息，然后根据切片信息实时控制3D打印单元进行待打印物体的3D打印，同时根据3D打印单元是否挤出物料控制微波源的开关，以保证物料被加热均匀；

其中，所述聚焦式微波加热单元包括微波加热腔和微波加热天线；其中微波加热天线为两极式天线，包括阳极天线和阴极天线，所述阳极天线和阴极天线设置于微波加热腔内部；

所述3D打印单元包括料筒和挤出喷嘴；挤出喷嘴设置于所述阳极天线与阴极天线之间，所述阳极天线和阴极天线将微波电场限制在阳极天线与阴极天线之间的位置，实现对挤出物料的聚焦式加热，达到挤出物料即时固化的效果；

所述聚焦式微波加热单元还包括微波源、微波传输线和微波转接器；微波源用于产生微波，并通过微波转接器和微波传输线将微波传输至微波加热天线；其中，所述微波传输线为同轴线，所述阳极天线与阴极天线分别与同轴线的内外导体连接构成两极式天线。

6.根据权利要求5所述的食品微波3D打印系统，其特征在于，所述3D打印单元还包括用于实现料筒的相对三维运动的X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨和打印平台，以及用于实现物料挤出的步进电机和挤出螺杆。

7.一种食品微波3D打印方法，其特征在于，所述方法采用权利要求5-6任一所述的食品微波3D打印系统进行3D食品形状的打印，所述方法包括：

控制单元通过扫描成像单元获取待打印物体的图像信息，并通过切片软件对待打印物体的图像信息进行切片处理得到切片信息，然后根据切片信息实时控制3D打印单元进行待打印物体的3D打印，同时根据3D打印单元是否挤出物料控制微波源的开关，以保证加热均匀。