本發(fā)明涉及打印機(jī)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種混合食品3d打印擠出組件。

背景技術(shù)：

面團(tuán)作為典型的粘彈性材料，在通過(guò)內(nèi)徑較小的擠出頭時(shí)，會(huì)發(fā)生大量彈塑性形變，擠出頭內(nèi)徑越小，所需要的擠出力越大。同時(shí)，溫度、含水量、調(diào)制方式等都會(huì)影響面團(tuán)的粘性，進(jìn)而改變擠出力的需求，所以擠出系統(tǒng)提供動(dòng)力源應(yīng)足夠充足。面團(tuán)擠出時(shí)儲(chǔ)料筒中的壓力較大，若要達(dá)到預(yù)計(jì)的擠出量，儲(chǔ)料筒內(nèi)壁必須具有較好的剛度，否則在活塞執(zhí)行回抽-擠出動(dòng)作時(shí)會(huì)帶動(dòng)內(nèi)壁收縮膨脹，使得面團(tuán)的流動(dòng)產(chǎn)生時(shí)滯，則打印模型精度會(huì)受到嚴(yán)重影響。

常用的三維打印平臺(tái)按坐標(biāo)軸種類(lèi)科分為xyz打印機(jī)和并聯(lián)型打印機(jī)。并聯(lián)型打印機(jī)采用并聯(lián)桿作為噴頭的運(yùn)動(dòng)載臺(tái)，打印材料通過(guò)單獨(dú)的材料進(jìn)給電機(jī)從遠(yuǎn)處輸送，因此其打印頭質(zhì)量較輕運(yùn)動(dòng)靈活，是當(dāng)前市場(chǎng)上比較受歡迎的品類(lèi)。但面團(tuán)作為典型的粘彈性食品材料，若采用遠(yuǎn)程輸出的方法，在此過(guò)程中將產(chǎn)生大量、長(zhǎng)時(shí)間的剪切應(yīng)變，所需要的輸送力較大，現(xiàn)有條件很難實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的流道長(zhǎng)徑比l/d更大，粘彈性材料在經(jīng)過(guò)彈塑性變形被擠出的過(guò)程中，需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能最終擠出，在此期間材料會(huì)將儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能釋放出來(lái)，因此可以抑制擠出脹大的發(fā)生。但也因?yàn)榱鞯辣容^狹長(zhǎng)，更容易發(fā)生噴嘴的阻塞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種打印精度高且不易阻塞的混合食品3d打印擠出組件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種混合食品3d打印擠出組件，包括面團(tuán)針筒、蛋清針筒和擠出頭，所述的擠出頭包括面團(tuán)合流塊、內(nèi)芯固定臺(tái)、蛋清腔體、蛋清加熱塊和針頭，所述的面團(tuán)針筒和蛋清針筒均安裝在面團(tuán)合流塊上，所述的蛋清腔體安裝在面團(tuán)合流塊的下方，所述的內(nèi)芯固定臺(tái)安裝在面團(tuán)合流塊的下方且置于蛋清腔體內(nèi)，所述的蛋清加熱塊安裝在蛋清腔體的外側(cè)，所述的針頭安裝在蛋清腔體的底部。

本發(fā)明通過(guò)面團(tuán)合流塊將面團(tuán)針筒內(nèi)的面團(tuán)與蛋清針筒內(nèi)的蛋清匯合在一起，但并不進(jìn)行混合；通過(guò)內(nèi)芯固定臺(tái)的設(shè)計(jì)，一方面能夠便于蛋清腔體的定位，另一方面用于引導(dǎo)面團(tuán)和蛋清進(jìn)入到蛋清腔體內(nèi)；面團(tuán)和蛋清進(jìn)入到蛋清腔體后進(jìn)行混合，并通過(guò)蛋清加熱塊的作用對(duì)混合物進(jìn)行加熱；最后，通過(guò)針頭將加熱后的混合物擠出打印成型；其中：面團(tuán)針筒和蛋清針筒的單獨(dú)設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足不同比例配方的需求，能夠精確控制混合比例；此外，通過(guò)將混合加熱進(jìn)行同步操作，一方面能夠確保擠出物便于成型，另一方面不會(huì)因?yàn)檫^(guò)渡加熱而導(dǎo)致針頭堵塞。

作為優(yōu)選，所述的面團(tuán)針筒為金屬注射器，所述的面團(tuán)針筒包括筒體和活塞桿，所述的筒體分為兩層，其中筒體的外層為不銹鋼層，筒體的內(nèi)層為玻璃層，所述筒體的外層設(shè)有觀(guān)察窗，所述的活塞桿為可調(diào)節(jié)活塞外徑的活塞桿。面團(tuán)擠出時(shí)筒體中的壓力較大，若要達(dá)到預(yù)計(jì)的擠出量，筒體內(nèi)壁必須具有較好的剛度，否則在活塞桿執(zhí)行回抽-擠出動(dòng)作時(shí)會(huì)帶動(dòng)內(nèi)壁收縮膨脹，使得面團(tuán)的流動(dòng)產(chǎn)生時(shí)滯，則打印模型精度會(huì)受到嚴(yán)重影響，故而選用了外殼為不銹鋼、內(nèi)層為玻璃的金屬注射器作為面團(tuán)針筒，不同配比構(gòu)成和配制方法的不同，面團(tuán)的力學(xué)特性也不同，對(duì)活塞密封性的要求也不同，選用的面團(tuán)針筒可通過(guò)活塞桿控制活塞的外徑，有利于實(shí)驗(yàn)探究的靈活性。

作為優(yōu)選，所述的蛋清針筒為食品級(jí)注射器，所述的蛋清針筒上設(shè)有蛋清噴嘴，所述的面團(tuán)合流塊上設(shè)有蛋清進(jìn)料口，所述的蛋清噴嘴通過(guò)食品硅膠管與面團(tuán)合流塊上的蛋清進(jìn)料口連接。通過(guò)食品硅膠管的設(shè)計(jì)，確保蛋清的安全可靠性。

作為優(yōu)選，所述面團(tuán)合流塊的上方設(shè)有面團(tuán)進(jìn)料口，所述的面團(tuán)針筒安裝在面團(tuán)進(jìn)料口處，所述的蛋清進(jìn)料口置于面團(tuán)合流塊的側(cè)邊上，所述面團(tuán)合流塊的下方設(shè)有面團(tuán)出料口和蛋清出料口，所述的面團(tuán)出料口與面團(tuán)進(jìn)料口相連通，所述的蛋清出料口與蛋清進(jìn)料口相連通，所述的面團(tuán)合流塊由尼龍材料制作而成。通過(guò)面團(tuán)合流塊的材料設(shè)計(jì)，使得面團(tuán)合流塊起到了隔熱層的作用，防止未擠出的面團(tuán)和蛋清受到蛋清加熱快的影響。

作為優(yōu)選，所述的內(nèi)芯固定臺(tái)上設(shè)有面團(tuán)進(jìn)料孔和蛋清進(jìn)料孔，所述的面團(tuán)進(jìn)料孔與面團(tuán)出料口相對(duì)應(yīng)，所述的蛋清進(jìn)料孔與蛋清出料口相對(duì)應(yīng)，所述的內(nèi)芯固定臺(tái)置于蛋清腔體內(nèi)且與蛋清腔體緊配合。通過(guò)內(nèi)芯固定臺(tái)的設(shè)計(jì)，一方面引導(dǎo)面團(tuán)和蛋清進(jìn)入到蛋清腔體內(nèi)進(jìn)行混合，另一方面能夠定位蛋清腔體，使其能夠方便的固定到面團(tuán)合流塊上，且與內(nèi)芯固定臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)密封的環(huán)境。

作為優(yōu)選，所述蛋清腔體的橫截面形狀呈u型，所述蛋清腔體的開(kāi)口端上設(shè)有朝外的翻邊，所述的蛋清腔體通過(guò)翻邊與面團(tuán)合流塊固定連接，所述蛋清腔體的底部形狀呈圓臺(tái)形，所述的內(nèi)芯固定臺(tái)安裝在蛋清腔體的開(kāi)口端內(nèi)部，所述的蛋清加熱塊安裝在蛋清腔體的開(kāi)口端外側(cè)，所述的針頭安裝在蛋清腔體的底部中心處。通過(guò)蛋清腔體上圓臺(tái)形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面能夠引導(dǎo)蛋清加熱塊安裝到蛋清腔體的外側(cè)，另一方面能夠引導(dǎo)蛋清腔體內(nèi)的混合物往針頭方向擠出。

作為優(yōu)選，所述蛋清加熱塊的中心設(shè)有與蛋清腔體相匹配的通孔，所述蛋清加熱塊的側(cè)面上設(shè)有加熱孔和測(cè)溫孔，所述的測(cè)溫孔與通孔連通，所述的加熱孔與通孔不接觸，所述的加熱孔內(nèi)設(shè)有加熱棒，所述的測(cè)溫孔內(nèi)設(shè)有熱敏電阻傳感器，所述的加熱棒與熱敏電阻傳感器之間通過(guò)溫度控制器連接。通過(guò)加熱棒和熱敏電阻傳感器的設(shè)計(jì)，能夠確保蛋清腔體內(nèi)的混合物既滿(mǎn)足溫度要求，又滿(mǎn)足擠出要求。

作為優(yōu)選，所述的溫度控制器包括pid溫控儀和繼電器，所述的加熱棒通過(guò)繼電器與pid溫控儀連接，所述的熱敏電阻傳感器與pid溫控儀連接。通過(guò)pid溫控儀和繼電器的設(shè)計(jì)，能夠智能控制蛋清腔體內(nèi)的溫度，防止溫度過(guò)高或者過(guò)低對(duì)打印機(jī)及打印結(jié)構(gòu)造成不可預(yù)計(jì)的后果。

作為優(yōu)選，所述的針頭為錐形金屬?lài)娮?。通過(guò)錐形金屬?lài)娮斓脑O(shè)計(jì)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)熱量的傳遞，另一方面能夠保證針頭不易堵塞。

本發(fā)明的有益效果是：打印精度高，穩(wěn)定可靠性高，適用范圍廣，便于拆卸與安裝，使用靈活性高，安全性能高，能夠進(jìn)行智能溫控，針頭不易堵塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的左視圖。

圖中：1.面團(tuán)針筒，2.蛋清針筒，3.活塞桿，4.筒體，5.蛋清噴嘴，6.食品硅膠管，7.面團(tuán)合流塊，8.蛋清進(jìn)料口，9.測(cè)溫孔，10.內(nèi)芯固定臺(tái)，11.蛋清腔體，12.針頭，13.加熱孔，14.蛋清加熱塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1、圖2所述的實(shí)施例中，一種混合食品3d打印擠出組件，包括面團(tuán)針筒1、蛋清針筒2和擠出頭，擠出頭包括面團(tuán)合流塊7、內(nèi)芯固定臺(tái)10、蛋清腔體11、蛋清加熱塊14和針頭12，面團(tuán)針筒1和蛋清針筒2均安裝在面團(tuán)合流塊7上，蛋清腔體11安裝在面團(tuán)合流塊7的下方，內(nèi)芯固定臺(tái)10安裝在面團(tuán)合流塊7的下方且置于蛋清腔體11內(nèi)，蛋清加熱塊14安裝在蛋清腔體11的外側(cè)，針頭12安裝在蛋清腔體11的底部。

面團(tuán)針筒1為金屬注射器，面團(tuán)針筒1包括筒體4和活塞桿3，筒體4分為兩層，其中筒體4的外層為不銹鋼層，筒體4的內(nèi)層為玻璃層，筒體4的外層設(shè)有觀(guān)察窗，活塞桿3為可調(diào)節(jié)活塞外徑的活塞桿。蛋清針筒2為食品級(jí)注射器，蛋清針筒2上設(shè)有蛋清噴嘴5，面團(tuán)合流塊7上設(shè)有蛋清進(jìn)料口8，蛋清噴嘴5通過(guò)食品硅膠管6與面團(tuán)合流塊7上的蛋清進(jìn)料口8連接。

面團(tuán)合流塊7的上方設(shè)有面團(tuán)進(jìn)料口，面團(tuán)針筒1安裝在面團(tuán)進(jìn)料口處，蛋清進(jìn)料口8置于面團(tuán)合流塊7的側(cè)邊上，面團(tuán)合流塊7的下方設(shè)有面團(tuán)出料口和蛋清出料口，面團(tuán)出料口與面團(tuán)進(jìn)料口相連通，蛋清出料口與蛋清進(jìn)料口8相連通，面團(tuán)合流塊7由尼龍材料制作而成。內(nèi)芯固定臺(tái)10上設(shè)有面團(tuán)進(jìn)料孔和蛋清進(jìn)料孔，面團(tuán)進(jìn)料孔與面團(tuán)出料口相對(duì)應(yīng)，蛋清進(jìn)料孔與蛋清出料口相對(duì)應(yīng)，內(nèi)芯固定臺(tái)10置于蛋清腔體11內(nèi)且與蛋清腔體11緊配合。蛋清腔體11的橫截面形狀呈u型，蛋清腔體11的開(kāi)口端上設(shè)有朝外的翻邊，蛋清腔體11通過(guò)翻邊與面團(tuán)合流塊7固定連接，蛋清腔體11的底部形狀呈圓臺(tái)形，內(nèi)芯固定臺(tái)10安裝在蛋清腔體11的開(kāi)口端內(nèi)部，蛋清加熱塊14安裝在蛋清腔體11的開(kāi)口端外側(cè)，針頭12安裝在蛋清腔體11的底部中心處。針頭12為錐形金屬?lài)娮臁?/p>

蛋清加熱塊14的中心設(shè)有與蛋清腔體11相匹配的通孔，蛋清加熱塊14的側(cè)面上設(shè)有加熱孔13和測(cè)溫孔9，測(cè)溫孔9與通孔連通，加熱孔13與通孔不接觸，加熱孔13內(nèi)設(shè)有加熱棒，測(cè)溫孔9內(nèi)設(shè)有熱敏電阻傳感器，加熱棒與熱敏電阻傳感器之間通過(guò)溫度控制器連接。溫度控制器包括pid溫控儀和繼電器，加熱棒通過(guò)繼電器與pid溫控儀連接，熱敏電阻傳感器與pid溫控儀連接。

使用時(shí)，分別控制面團(tuán)針筒1和蛋清針筒2進(jìn)行擠出操作，面團(tuán)針筒1上設(shè)有觀(guān)察窗可以實(shí)時(shí)觀(guān)察面團(tuán)針筒1內(nèi)的擠出量，面團(tuán)擠出時(shí)筒體4中的壓力較大，若要達(dá)到預(yù)計(jì)的擠出量，筒體4內(nèi)壁必須具有較好的剛度，否則在活塞桿3執(zhí)行回抽-擠出動(dòng)作時(shí)會(huì)帶動(dòng)內(nèi)壁收縮膨脹，使得面團(tuán)的流動(dòng)產(chǎn)生時(shí)滯，則打印模型精度會(huì)受到嚴(yán)重影響，故而選用了外殼為不銹鋼、內(nèi)層為玻璃的金屬注射器作為面團(tuán)針筒1，不同配比構(gòu)成和配制方法的不同，面團(tuán)的力學(xué)特性也不同，對(duì)活塞密封性的要求也不同，選用的面團(tuán)針筒1可通過(guò)活塞桿3控制活塞的外徑，有利于實(shí)驗(yàn)探究的靈活性，蛋清針筒2經(jīng)過(guò)蛋清噴嘴5進(jìn)入到食品硅膠管6中；面團(tuán)針筒1內(nèi)的面團(tuán)進(jìn)入到面團(tuán)合流塊7中，蛋清針筒2內(nèi)的蛋清也進(jìn)入到面團(tuán)合流塊7中，但兩者之間并不混合；之后，兩者材料經(jīng)過(guò)內(nèi)芯固定臺(tái)10進(jìn)入到蛋清腔體11中進(jìn)行混合，此時(shí)蛋清腔體11外的蛋清加熱塊14進(jìn)行工作；加熱棒置于加熱孔13內(nèi)，熱敏電阻傳感器置于測(cè)溫孔9內(nèi)，將加熱棒連接至繼電器的接口處，熱敏電阻傳感器連接至pid溫控儀，即可實(shí)現(xiàn)溫度控制，在溫度高于設(shè)定值時(shí)，pid溫控儀將斷開(kāi)繼電器，停止加熱，反之則繼續(xù)加熱。加熱棒的功率不同，相同條件下溫度升高的速率也不同，功率太小，溫度升高過(guò)慢，會(huì)造成等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，面團(tuán)在擠出頭中易發(fā)生阻塞；溫升過(guò)快，則在pid溫控儀感知到溫度超過(guò)設(shè)定值斷開(kāi)繼電器時(shí)后的一段時(shí)間，加熱棒溫度扔高于擠出頭溫度，熱量繼續(xù)傳輸，造成溫度超調(diào)。面團(tuán)合流塊7的材質(zhì)為尼龍，可以作為隔熱層，防止蛋清加熱塊14的熱量通過(guò)內(nèi)芯固定臺(tái)10傳導(dǎo)至未擠出的面團(tuán)和蛋清中。