孙露娜 陈友芹 李勇海 周庆 张坤鹏

摘 要：近年来3D打印的快速发展，推动了建筑、医疗、食品等行业的变革。本文以食品行业中的3D奶油打印为背景，简要介绍了奶油打印原理，并结合已有的3D打印头的结构特点详尽得介绍了一种基于推杆活塞式结构的3D打印头的设计与实现，并给出一种打印头实际应用中送料问题的解决方案，最后还对该打印喷头实际打印效果进行了验证总结。

关键词：推杆活塞式结构；奶油打印头；3D打印

Abstract：The rapid development of 3D printing in recent years has promoted the transformation of the construction， medical and food industries. In the background of 3D cream printing， this paper first provides a brief introduction about the principle of cream printing. Then based on the structural features of existing print heads， the design and implement of a putterpiston print head is described in detail. The feeding problem in practical application is also solved. At last， the printing effect is verified and summarized.

Key words： Putterpiston structure ；Cream print head； 3D Printing

3D打印技术兴起于上世纪80年代末，本世纪初，随着计算机技术的发展，其应用领域不断扩大，从3D打印建筑模型到医疗器械，近年来，3D打印食品也逐渐进入大众视野，随着3D打印技术的不断突破，3D打印食品的种类逐渐多元化，速度、尺寸在不断增加。目前可实现打印的食材有巧克力、淀粉糊、菜蔬等，如图1所示为3D饼干打印成品图。

本文简要介绍了奶油打印原理，主要介绍了推杆活塞式奶油打印头的结构与实际打印效果。

1 3D奶油打印原理

3D奶油打印基于传统熔融堆积成型（Fused Deposition Modeling）的打印的原理，融合食品加工技术，对打印挤出头进行了创新。传统FDM打印，通过加热丝将硬性线材加热到一定温度，再由喷头挤出直径为50至100微米的丝状材料，层叠堆积实现打印目标。然而奶油具有黏稠性和推挤滞后性，是一种完全不同于塑料的材料，3D奶油打印的实现，需要以3D打印机的机械平台为基础，配合使用本文设计的推杆活塞式奶油打印头。

2 喷头实现方案对比