本發明涉及一種擠壓膨化成型3D打印機，使用谷物、碎渣、面粉作為原料進行擠壓膨化，并三維打印成型或簡易繞線成型的設備。其主要包括：用于裝入原料(202)的料斗(201)；擠壓螺桿(209)及螺套(215)，用于粉碎、混合、揉搓、擠壓物料，通過高溫高壓使物料中的淀粉糊化；噴頭(210)，讓物料膨化為線形；打印底板(206)，用來承托打印成型的食品(205)；三軸滑臺(214)，可以帶動打印底板在XYZ三軸方向按代碼要求運動；或圓周運動的阻力圈(211)將線形膨化物纏繞，切刀(212)切割后，做成簡單的麻花(213)。其他還包括：水冷塊(203)，加熱器(204)，反向卸壓出口(208)，密封壓蓋(207)。本發明的有益之處在于，可以在較低功率下擠壓膨化更多造型的食品，滿足家用及商業廚具市場。

技術領域：

本發明涉及用于食品加工的廚具領域，具體地指一種使用谷物、碎碴、面粉作為原料進行擠壓膨化，并三維打印成型或簡易繞線成型的設備。

背景技術：

擠壓式膨化是借助擠壓機螺桿的推動力，將物料向前擠壓，物料受到混合、攪拌和摩擦以及高剪切力作用而獲得和積累能量達到高溫高壓，并使物料膨化的過程。工業生產的擠壓膨化食品市場非常大，然而在廚具市場，膨化機限于微波加熱粒小的硬殼爆裂玉米。工業擠壓膨化機巨大的體積和功率，極強的專業性導致不適合家庭和餐飲業推廣。工業生產膨化食品時的強塑性也沒有合理利用，產品造型單一，僅限片狀或棍狀。

熔融沉積成型(FDM：“Fused Deposition Modeling”的縮寫)3D打印機是新近興起的技術，就是利用高溫將材料融化成液態，通過打印頭擠出后固化，最后在立體空間上排列形成立體實物。現有食品3D打印機亦使用FDM技術，多使用奶油、巧克力、面糊、糖果、醬料等易熔物或膏狀物為原料，成型食品較小。

發明內容：

提出一種“擠壓膨化成型”3D打印機：使用谷物(大米、小米、黃米等)、谷物碎碴(玉米碴)、各種面粉類淀粉含量50％以上的物料作為3D打印原料；擠壓螺桿螺套對原料進行混合、磨粉、加溫、加壓、熔融、熟化、膨化，物料通過噴頭后突然減壓，物料中的水分迅速汽化膨脹，將物料膨化成多孔松脆的線形，再逐層堆積成型，完成3D立體模型的打印；或簡易繞線成型的設備。

具體實施時：原料中可以添加各種調料；初級物料預粉碎加工處理，使物料的平均粒徑小于2mm；擠壓螺桿用長徑比10：1～20：1的單螺桿擠壓膨化機，擠壓螺桿與螺套的間隙約為0.5～1mm，不同的原料可以更換不同的擠壓螺桿以獲得更好的磨粉擠壓膨化效果；由于擠壓螺桿螺套的間隙逐漸減小，擠壓螺桿帶動原料進行磨粉、加溫、加壓，產生約3個大氣壓的壓強，130℃的高溫，物料中淀粉的物理和化學性質都發生改變，淀粉α化，成為可塑形的粘糊狀；原料從噴頭小孔擠出瞬間，壓強驟降為0.1MPa，物料中的水分瞬間汽化，使得物料中的凝膠淀粉膨化，形成充滿無數微孔的海綿體，物料膨化為線型。

計算機三維建模，一般使用STL文件格式，例如動物模型、人物模型；專用的切片軟件將STL模型文件轉為針對本機優化的G-code代碼；電腦通過USB線、Wi-Fi無線連接主控，或者手機、PAD通過藍牙、Wi-Fi連接主控，或者主控直接讀取U盤、SD卡上的G-code代碼；主控按照G-code代碼控制底部XYZ三自由度滑臺(亦可采用極坐標滑臺)將線狀膨化食品逐層打印成型為各種三維造型的膨化食品。

例如：可以打印一個“招財豬存錢罐”造型的膨化食品。當然3D打印也包含單層2D打印，比如打印一個大幅面可食用地圖。

在不需要三維打印時，也可以換下3D打印模塊，換上簡易的麻花模塊應對日常食用。麻花模塊是通過圓周運動的阻力圈使線狀膨化食品纏繞成螺旋狀，再切割成指定的長度。

附圖說明：

參照說明書以示例的方式描述的實施方式以及參照所述附圖,本發明的這些及其他方面將變得顯而易見,并且將被進一步說明,在所述附圖中: