3D巧克力打印机加热与挤出装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

3d打印技术是当代先进制造技术之一，也叫快速成型技术或者增材制造，用于快速制造出复杂形状的原型，实现产品快速开发的目的。3d打印技术是一项颠覆性的技术，它有望改变我们的生活方式。

目前的3d打印工艺主要有8类：光聚合、粉末床融化、粘结剂喷射、材料喷射、层压、材料挤出、直接能量沉积和混合增材制造。

3d食品打印机可以很容易满足加工复杂形状的食品的要求，而想要做到上述要求，加热与挤出装置的设计就尤为重要。温度控制是3d食品打印的一个重要方面，挤出头结构的加热可以使得巧克力融化，使巧克力可以顺利挤出；而底面平盘的温度控制可以帮助巧克力快速成型，提高巧克力打印的效果。对与挤出装置而言，适当的挤出力和流量是保证巧克力成型的重要保障。挤出装置的设计可以提供符合要求的挤出力，从而满足打印巧克力需要的挤出流量要求，保证巧克力挤出的连续型，有利于提高食品成型的效果。

2. 国内外研究现状分析

3d打印技术首先于20世纪80年代提出，1986年，美国科学家charles hull开发了第一台商业3d印刷机，经过了20多年的快速发展，美国已经成为3d打印技术领先的国家。国际上3d打印技术经过20多年的发展，不断融入人们的生活，在食品、服装、家具、医疗等方面的应用，催生出了许多新的产业。

在我国，为了推动3d打印技术的快速发展和产业化，2015年2月，国家工信部联合发改委及财政部发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015年-2016年）》，对我国3d打印产业发展做出了整体规划。2014年6月，我国研制出了国内首台空间3d打印机。

食品作为人们日常生活必不可少的高消耗品，3d打印的出现也为食品加工行业带来了广阔的前景。2012年7月，宾夕法尼亚大学用3d打印技术制造了人造生肉。2014年1月，西班牙natural machines公司推出了世界首台3d食品打印机foodini。2015年，在西班牙举行的奇点大学第三节欧洲峰会上，又展示了3d打印肉。同一年，美国国家航空航天局(nasa)与一家企业合作研发了3d披萨打印机。2017年，澳大利亚墨尔本举办了3d食品打印大会亚太会议，重点讨论了3d打印技术在肉类加工行业的应用。

3. 研究的基本内容与计划

本课题的内容主要是设计并测绘3d巧克力打印机加热与挤出装置，并在保持现有3d巧克力打印机加热与挤出装置基本不变的情况下，创新性的改变部分结构，并测试改进测试后的3d巧克力打印机加热与挤出装置，是的加热均匀快捷，挤出装置灵巧方便。

计划：1月10日至2月26日撰写开题报告，完成初步设计以及购买材料；

2月27日至3月15日完成机器的搭建并测试调试；

4. 研究创新点

此3D巧克力打印机采用电路控制温度，可以保证巧克力连续挤出，提高成型效果。