[发明专利]一种可控喷粉式食品3D打印设备及打印方法

权利要求书

1.一种可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：包括支持框架（1），支持框架（1）上安装有三维定位装置，三维定位装置中X轴定位装置和Y轴定位装置安装在支持框架的顶端，Z轴定位装置安装在支持框架的侧面；X轴定位装置上安装有能够旋转的用于喷出粉末食物和液体食物的出料装置，出料装置位于支持框架顶部的中心；Z轴定位装置上安装有用于承接粉末食物和液体食物的基板（12），基板（12）设置在支持框架（1）内部，并位于出料装置的下方，且能够在Z轴定位装置的控制下沿Z轴方向运动；出料装置上连接有通过控制器控制液体食物和粉末食物喷出量及喷出速度的控制回路；出料装置上安装有一个送粉喷嘴和一个送液喷嘴（11），送液喷嘴（11）的压缩空气入口（23）以及物料入口分别与控制回路以及相对应的供料筒相连。

2.根据权利要求1所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的X轴定位装置包括位于X轴方向上的X轴传动丝杠（5）以及套装在X轴传动丝杠（5）上的喷嘴滑块（9）；支持框架（1）顶端Y轴方向的两个相对的支架上分别安装有Y轴滑块（3），其中一个Y轴滑块（3）内安装有X轴步进电机（4），X轴步进电机（4）的输出轴与X轴传动丝杠（5）一端固定连接，X轴传动丝杠（5）的另一端安装在另一个Y轴滑块（3）上。

3.根据权利要求2所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的Y轴定位装置包括套装在Y轴滑块（3）上的Y轴丝杠（2）；支持框架（1）顶端X轴方向的一个支架上安装有电机座，电机座上安装有双轴伸步进电机（6），双轴伸步进电机（6）两端的输出轴上均固定连接有传动轴（7），两个传动轴（7）均通过锥齿轮（8）分别与支持框架（1）顶部的两个Y轴丝杠（2）相连；两个Y轴丝杠（2）分别套装在两个Y轴滑块（3）内。

4.根据权利要求3所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的Z轴定位装置包括Z轴丝杠（13），基板（12）套装在Z轴丝杠（13）上；Z轴丝杠（13）的顶端安装在电机座的底部，底端与Z轴步进电机的输出轴固定连接，Z轴步进电机安装在支持框架（1）底部X轴方向的一个支架上。

5.根据权利要求1所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的出料装置还包括安装在喷嘴滑块（9）底部的旋转连接圆盘（10）以及为送液喷嘴（11）提供动力的空气压缩机（14）；送液喷嘴（11）的空气入口与空气压缩机（14）相连；送液喷嘴（11）和送粉喷嘴均安装在旋转连接圆盘（10）上，且两喷嘴的喷口位于基板（12）的上方。

6.根据权利要求5所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的送粉喷嘴包括相连通的水平粉料通道和竖直粉料通道，送粉喷嘴的喷口设置在竖直粉料通道的底端，水平送粉通道上还连通有粉末食物料筒（17）；竖直粉料通道内的顶部安装有第一步进电机（18），第一步进电机（18）的输出轴由第一步进电机（18）的下端伸出，第一步进电机（18）的输出轴上通过第一连接法兰（19）固定连接有用于控制出口处送粉速率的竖直螺杆（20）；水平粉料通道内设置有用于将粉末食物推送至出口的水平螺杆（16），水平螺杆（16）的后端伸出水平粉料通道，并通过第二连接法兰（15）与水平设置的第二步进电机（14）的输出轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述支持框架（1）的外围还设置有用于保护支持框架（1）内部结构的机壳，机壳由玻璃材料制成；基板（12）由镀络合金材料制成；旋转连接圆盘（10）上固定安装有五个喷嘴（11）。

8.根据权利要求5所述的可控喷粉式食品3D打印设备，其特征在于：所述的送液喷嘴（11）与空气压缩机（24）之间通过控制回路相连，所述的控制回路包括主压缩空气管路以及副压缩空气管路，主压缩空气管路以及副压缩空气管路的输入端均与作为压缩空气源的空气压缩机（24）相连，输出端均与喷嘴（11）相连。