摘要：食品3D打印技术是先进制造技术——3D打印技术的一个重要分支，采用了FDM技术，并根据相关设计要求设计一台基于CAD/CAE技术的多功能食品3D打印机。本设计主要研究基于CAD/CAE技术的多功能食品3D打印机，并完成了整机的设计、CAD/CAE分析、加工、组装等过程，并初步完成简单食品模型的打印。本设计主要针对人们日常生活、创意领域、创客中心、青少年教育领域及食品行业、景区景点等方面的需求。将新型的3D打印技术融入到传统的煎饼制作、巧克力制作及炒冰制作等工艺中。同时基于CAD/CAE技术，设计一款可进行面浆、鸡蛋液、糖稀、巧克力等多种食用材料冷、热、常温成形的多功能食品3D打印设备。

 

关键词  食品3D打印；多功能；结构设计；有限元分析 

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景与意义-1

1.2 国内外发展现状-2

1.2.1 国内现状-2

1.2.2 国外现状-3

1.2.3 发展趋势-4

1.3 本文主要研究内容-4

2 多功能食品3D打印机整体设计-5

2.1 多功能食品3D打印机实现的功能-5

2.2 打印类型的选择-5

2.3 整体设计方案-9

2.4 模块化组件设计方案选择-10

2.4.1 机架模块-10

2.4.2 材料挤出模块-11

2.4.3 材料挤出模块平面移动方案-11

2.4.4 冷热打印平台升降模块-11

2.4.5 持续供料模块-11

3 材料挤出模块结构设计-12

3.1 食品类挤出结构设计-12

3.1.1 送料外壳部件-12

3.1.2 外壳固定部件-13

3.1.3 送料杆部件-13

3.2 塑料类挤出结构设计-14

4 挤出模块平面移动结构设计-15

4.1 传动方案的选择-15

4.2 X方向运动结构-16

4.3 Y方向运动结构-17

4.4 带传动的选择和计算-17

4.4.1 同步带的材料及规格-17

4.4.2 同步带轮的材料及规格-19

4.4.3 同步带传动的设计计算-19

5 冷热平台升降结构设计-22

5.1 平台升降方案设计-22

5.2 制冷与制热平台-23

6 持续供料结构设计-25

7 有限元分析-26

7.1 ANSYS Workbench软件介绍-26

7.2 重要零部件设计验算-26

7.3 优化设计-27

8 总结与展望-28

8.1 总结-28

8.2 展望-29

8.3 控制器的发展-29

致谢-32

参考文献-33