基于3D打印技术的糖画3D打印系统设计研究
3D打印技术近年来发展迅速，不论从设备更新还是从打印材料的多样化来说都站上了一个新的台阶。相比于传统的产品制造方法，3D打印技术可以实现快速打印产品，包括设计阶段的产品样品。目前，各行业都在积极探索自己领域和3D打印技术的结合，希望新工艺、新技术为自己带来全新的变化。将3D打印技术与食品行业相结合，已经出现一些快速加工特色零食的新的食品制作工艺。可以说，食品行业的“3D打印+”时代正在开启。本文研究以糖作为打印原料的3D打印系统。通过糖特性的分析，确定打印的成型原理和打印喷头模块的设计方案，完成了糖画3D打印机的系统设计，研究了其中的相关关键技术，并通过小糖人的打印案例研究了打印流程，验证了所设计系统的可行性。 主要研究内容包括： （1）分析糖画用糖的材料特性。根据糖的原料特性，确定糖画的成型原理，为糖画3D打印设备的设计提供理论依据。 （2）根据糖画打印机原理，结合糖的特性，分析打印喷头的常见形式，研究将存储仓、加热机构、喷头装置这三个机构集成设计于一体的方法。研究设计出集成式打印喷头模块，该模块改进了储存糖和二次增加糖的方式，改变了常规增加打印料需要暂停设备的不足之处。 （3）根据打印喷头模块的设计，并对比常见的运动机构，确定机构运动模块；通过对比，选择确定运动控制模块；通过比较选用数据处理模块。 （4）研究完成3D打印机的系统设计。通过计算机辅助软件对系统进行运动模拟仿真，确保机构运动的可行性。通过对XYZ三轴的静力学分析和模态分析，确保打印系统关键零件的可靠性。 （5）以小糖人制品为案例，完成其从造型构想到三维实体建模，到打印数据的形成，及至模拟打印的全过程，演示和验证所设计的3D打印系统的可行性。 本课题有关糖画3D打印系统的设计研究，不仅丰富了以食材为原料的3D打印机种类，也促进了糖画作为非物质文化遗产的传承和保护。
糖画;3D打印系统;喷头模块;运动模块;糖材料
宁波大学
硕士
机械设计及理论
邓益民
2019
中文
TB47
2021-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）