[发明专利]一种打印头及食品3D打印机

说明书

本发明公开了一种打印头，包括支架、储料桶、驱动机构、挤压机构和检测机构；储料桶设置在支架的下方，储料桶内以其中心为圆心环绕设有多个挤料筒，储料桶的底部设有多个喷嘴，多个喷嘴对应与多个挤料筒的底部连通；驱动机构设置在支架上，且输出端与储料桶连接；挤压机构设置在支架上，且正对其中一个挤料筒的顶部设置；检测机构用于检测挤压机构挤压一次物料后从挤料筒内退出时，控制驱动机构带动储料桶旋转一个角度，使得上一个挤料筒的位置转动到当前挤料筒的位置上。本发明能够实现多物料连续轮转式换料，解决了单次打印时物料的装填量、色彩和种类都受到限制的问题，而且在打印多个样品和复杂样品时无需二次换料，提高了打印效率。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种打印头及食品3D打印机。

背景技术

3D打印技术作为“具有工业革命意义的制造技术”，因其“增材制造”、精准成型和私人定制等特点，可打印出复杂的造型，满足多种场景的需求。目前已广泛应用于航空航天、生物医药、文创教育、建筑装饰、食品研发等诸多领域。

当前在食品领域应用的3D打印，根据技术原理主要有SLS(择性烧结成型技术)、粘结剂喷射成型技术(3DP)和喷墨打印技术等三类。其中挤出型3D打印技术，最初是用于可加热融化的丝状塑料的打印，凭借高性价比，对打印材料的兼容性强等优势，在食品领域应用最广泛。

现有的食品3D打印机，一般配备的是一至两个挤料筒，打印头在单次打印时物料的装填量、色彩和种类都受到限制，尤其是在打印多口感、多色调的样品时，需要暂停打印机，进行手动更换不同的挤料筒后再进行重启进行打印，且由于装料有限，打印时间短，打印多个样品和复杂样品时也需要手动进行二次换料，操作麻烦，严重的影响了打印效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种打印头及具有该打印头的食品3D打印机，以解决上述背景技术的问题。

本发明的技术方案是：一种打印头，包括支架、储料桶、驱动机构、挤压机构和检测机构；储料桶设置在支架的下方，储料桶内以其中心为圆心环绕设有多个挤料筒，每个挤料筒的底部均连通有喷嘴，所述储料桶的底部设有多个阶梯孔，每个挤料筒的底部均卡装在阶梯孔内，且喷嘴延伸至阶梯孔的下方；驱动机构设置在支架上，驱动机构的输出端与所述储料桶的内底面中心处连接；挤压机构设置在支架上，且正对其中一个挤料筒的顶部设置，所述挤压机构用于挤压挤料筒内的物料；检测机构用于检测挤压机构挤压一次物料后从挤料筒内退出时，控制驱动机构带动储料桶旋转一个角度，使得上一个挤料筒的位置转动到当前挤料筒的位置上。

优选的，所述驱动机构包括旋转轴、齿轮、导轨、齿条、两个电磁铁、第一开关和两个按压式继电开关；旋转轴竖直设置，且与支架转动连接，旋转轴的下端与所述储料桶的内底面中心处固定连接，旋转轴的上端延伸至支架上方；齿轮套装固定在所述旋转轴的上端；导轨固定在支架的顶部，且位于齿轮的一侧；齿条设置在导轨上，且能在导轨上滑动，齿条与所述齿轮啮合，齿条的前后两端均固定有磁铁；两个电磁铁分别设置在齿条的前后两侧，其中一个电磁铁与磁铁的磁性相同，另外一个电磁铁与磁铁的磁性相反；第一开关与所述两个电磁铁电连接，用于控制两个电磁铁的通断电状态；两个按压式继电开关设置在齿条的前后两侧，两个按压式继电开关分别与所述两个电磁铁电连接，用于改变两个电磁铁的磁极；电磁制动器设置在支架与旋转轴之间，电磁制动器与所述第一开关电连接，用于对旋转轴的转动角度进行锁定。

优选的，所述导轨与齿条有两组，且以齿轮中心对称设置，所述两个电磁铁分别对应设置在两个齿条的前侧，所述两个按压式继电开关分别对应设置两个齿条的后侧。

优选的，所述挤压机构包括安装箱、电机、螺母座和两个连接杆；安装箱固定在所述支架的顶部，且正对其中一个挤料筒安装箱的底部与支架之间设有通口；电机固定在所述安装箱的内顶面上，电机的输出轴连接有丝杠；螺母座套设在所述丝杠上，螺母座的两侧壁滑动卡装在限位槽内，所述限位槽开设在安装箱的两侧内壁上；两个连接杆竖直固定在所述螺母座的底部，且位于丝杠的两侧，两个连接杆远离螺母座的一端延伸至通口外固定有挤压板。