DE102016222353A1 - Food printer with nozzle and pressure plate - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Nahrungsmitteldrucker (100) zur Herstellung eines Nahrungsmittels (108) aus Druckmasse beschrieben. Der Nahrungsmitteldrucker (100) umfasst eine Druckplatte (101), die mittels eines ersten Aktuators (112) um eine erste Rotationsachse (102) gedreht werden kann. Außerdem umfasst der Drucker (100) eine Düse (107) zur Extrusion von Druckmasse, wobei die Düse (107) mittels eines zweiten Aktuators (115) um eine zweite Rotationsachse (105) gedreht werden kann. Die erste und die zweite Rotationsachse (102, 105) sind derart angeordnet, dass die Düse (107) durch Rotation der Druckplatte (101) und/oder durch Rotation der Düse (107) an beliebigen Positionen in einem Druckbereich (118) über der Druckplatte (101) positioniert werden kann. Der Drucker (100) umfasst weiter eine Steuereinheit (111), die eingerichtet ist, ein drei-dimensionales Modell für ein zu druckendes Nahrungsmittel (108) zu ermitteln. Die Steuereinheit (111) ist weiter eingerichtet, den ersten Aktuator (112) und den zweiten Aktuator (115) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um die Düse (107) an unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (118) zu positionieren. Außerdem ist die Steuereinheit (111) eingerichtet, einen Düsen-Aktuator (116) der Düse (107) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um an den unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (118) Druckmasse über die Düse (107) auf die Druckplatte (101) aufzubringen, um das Nahrungsmittel (108) herzustellen.A food printer (100) for producing a food (108) from pressure mass is described. The food printer (100) comprises a pressure plate (101) which can be rotated about a first axis of rotation (102) by means of a first actuator (112). In addition, the printer (100) comprises a nozzle (107) for the extrusion of printing material, wherein the nozzle (107) by means of a second actuator (115) about a second axis of rotation (105) can be rotated. The first and second rotational axes (102, 105) are arranged such that the nozzle (107) is rotated by rotation of the pressure plate (101) and / or by rotation of the nozzle (107) at arbitrary positions in a pressure area (118) above the pressure plate (101) can be positioned. The printer (100) further comprises a control unit (111) arranged to determine a three-dimensional model for a foodstuff (108) to be printed. The control unit (111) is further configured to drive the first actuator (112) and the second actuator (115) in response to the three-dimensional model to position the nozzle (107) at different positions in the print area (118). In addition, the control unit (111) is arranged to control a nozzle actuator (116) of the nozzle (107) in dependence on the three-dimensional model to pressure mass over the nozzle (107) at the different positions in the pressure region (118) apply the pressure plate (101) to make the food (108).
Description
Die Erfindung betrifft einen Nahrungsmitteldrucker zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Druckmasse.The invention relates to a food printer for producing a foodstuff from printing material.
Nahrungsmitteldrucker können dazu verwendet werden, aus einer essbaren Druckmasse eine räumliche Anordnung von Druckmasse zu erzeugen, die im Anschluss an den Druckvorgang gegart werden kann (z.B. in einem Ofen), um ein individualisiertes, gegartes Nahrungsmittel bereitzustellen.Food printers can be used to create from an edible printing mass a spatial array of print mass that can be cooked following the printing process (e.g., in an oven) to provide an individualized, cooked food.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, einen kompakten Nahrungsmitteldrucker bereitzustellen, der einen energieeffizienten und zeiteffizienten Druck- und Garprozess ermöglicht.The present document addresses the technical problem of providing a compact food printer that enables an energy-efficient and time-efficient printing and cooking process.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.The object is solved by the subject matter of the independent patent claim. Advantageous embodiments are defined in particular in the dependent claims, described in the following description or illustrated in the accompanying drawings.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Nahrungsmitteldrucker zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Druckmasse beschrieben. Beispielhafte Nahrungsmittel sind Backwaren. Der Nahrungsmitteldrucker kann z.B. als Hausgerät, insbesondere als Haushaltsgerät, ausgebildet sein, das auf eine Arbeitsplatte in einer Küche gestellt werden kann und/oder das in einen Einbauschrank einer Küche integriert werden kann.In accordance with one aspect of the invention, a food printer for making a foodstuff of pressurized mass is described. Exemplary foods are baked goods. The food printer may e.g. be designed as a household appliance, in particular as a household appliance, which can be placed on a countertop in a kitchen and / or which can be integrated into a built-in cupboard of a kitchen.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst eine Druckplatte, die mittels eines ersten Aktuators um eine erste Rotationsachse gedreht werden kann. Zur Herstellung eines Nahrungsmittels kann Druckmasse auf der (ebenen) Druckplatte abgelegt werden. Die Druckplatte kann z.B. eine runde, halbrunde oder eckige Form aufweisen. Außerdem umfasst der Nahrungsmitteldrucker zumindest eine Düse zur Extrusion von Druckmasse, wobei die Düse mittels eines zweiten Aktuators um eine zweite Rotationsachse gedreht werden kann. Die Düse ist dabei außerzentrisch in einem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet. Die Aktuatoren können ein oder mehrere elektrische Motoren umfassen.The food printer comprises a pressure plate which can be rotated about a first axis of rotation by means of a first actuator. To produce a food pressure mass can be stored on the (flat) pressure plate. The printing plate may e.g. have a round, semicircular or angular shape. In addition, the food printer comprises at least one nozzle for the extrusion of printing material, wherein the nozzle can be rotated about a second axis of rotation by means of a second actuator. The nozzle is arranged eccentrically at a certain distance from the second axis of rotation. The actuators may include one or more electric motors.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst somit eine Druckplatte und zumindest eine Düse, die jeweils um unterschiedliche Rotationsachsen gedreht werden können, um die Druckplatte und die Düse unterschiedlich zueinander zu positionieren. Dabei können die beiden Rotationsachsen parallel zueinander verlaufen. Insbesondere sind die erste und die zweite Rotationsachse derart angeordnet, dass die Düse durch Rotation der Druckplatte (um die erste Rotationsachse) und/oder durch Rotation der Düse (mit dem bestimmten Abstand um die zweite Rotationsachse) an beliebigen Positionen in einem Druckbereich über der Druckplatte positioniert werden kann. Die erste und die zweite Rotationsachse können dazu derart angeordnet sein, dass die Düse über der Druckplatte angeordnet ist, wenn sich die Düse auf einer Verbindungsgeraden zwischen der ersten und der zweiten Rotationsachse befindet. Dieser Überlappungsbereich zwischen Düse und Druckplatte definiert dann den Druckbereich, in dem durch Rotation der Düse und/oder der Druckplatte unterschiedliche Druck-Positionen für die Düse angefahren werden können. Es kann somit allein durch Rotationsbewegungen ein drei-dimensionales Nahrungsmittel in dem Druckbereich gedruckt werden.The food printer thus comprises a pressure plate and at least one nozzle, each of which can be rotated about different axes of rotation to position the pressure plate and the nozzle different from each other. The two axes of rotation can be parallel to each other. In particular, the first and second axes of rotation are arranged such that the nozzle is rotated by rotation of the pressure plate (about the first axis of rotation) and / or by rotation of the nozzle (at the predetermined distance about the second axis of rotation) at arbitrary positions in a pressure area above the pressure plate can be positioned. The first and second rotation axes may be arranged so that the nozzle is disposed above the pressure plate when the nozzle is on a connecting line between the first and second rotation axes. This overlapping area between nozzle and pressure plate then defines the pressure range in which different pressure positions for the nozzle can be approached by rotation of the nozzle and / or the pressure plate. It can thus be printed by rotational movements, a three-dimensional food in the printing area.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst weiter eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein drei-dimensionales Modell (z.B. im Rahmen eines Rezeptes) für ein zu druckendes Nahrungsmittel zu ermitteln. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um die Düse an unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich zu positionieren. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, zumindest einen Düsen-Aktuator (z.B. einen elektrischen Motor zur Bewegung eines Stempels, der Druckmasse durch die Düse drückt) der Düse in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um an den unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich Druckmasse über die Düse auf die Druckplatte aufzubringen (insbesondere zu extrudieren), um das Nahrungsmittel herzustellen bzw. aufzubauen.The food printer further comprises a control unit configured to determine a three-dimensional model (e.g., within the framework of a recipe) for a foodstuff to be printed. The control unit is further configured to drive the first actuator and the second actuator in response to the three-dimensional model to position the nozzle at different positions in the print area. In addition, the control unit is adapted to control at least one nozzle actuator (eg, an electric motor for moving a plunger that presses pressure mass through the nozzle) of the nozzle in response to the three-dimensional model to apply pressure mass at the different positions in the pressure range apply the nozzle to the printing plate (especially to extrude) to make the food.
Der Nahrungsmitteldrucker kann somit allein durch Rotationsbewegungen ein drei-dimensionales Nahrungsmittel drucken. Es wird somit ein zeiteffizienter Druckprozess ermöglicht. Des Weiteren kann so ein kompakter Nahrungsmitteldrucker bereitgestellt werden.The food printer can thus print a three-dimensional food by rotational movements alone. It is thus possible a time-efficient printing process. Furthermore, such a compact food printer can be provided.
Der Nahrungsmitteldrucker kann einen Garraum umfassen, in dem das gedruckte Nahrungsmittel gegart werden kann. Der Garraum kann: Mittel aufweisen, um das Nahrungsmittel zu erwärmen und/oder zu kühlen; einen Heizofen und/oder einen Mikrowellenofen umfassen; einen Laser umfassen, um das Nahrungsmittel zu garen; Mittel zur Erzeugung von Wasserdampf umfassen; Mittel zur punktuellen Wärmeerzeugung umfassen und/oder Mittel zur induktiven Erzeugung von Wärme umfassen.The food printer may include a cooking space in which the printed food can be cooked. The cooking chamber may: comprise means for heating and / or cooling the food; a heating oven and / or a microwave oven; include a laser to cook the food; Comprising means for generating water vapor; Comprise means for selective heat generation and / or comprise means for inductive heat generation.
Der Garraum kann derart angeordnet sein, dass das gedruckte Nahrungsmittel durch Drehung (insbesondere durch eine 180° Drehung) der Druckplatte um die erste Rotationsachse aus dem Druckbereich in den Garraum überführt werden kann. Es kann somit in effizienter Weise die Rotationsbewegung der Druckplatte für den Transfer zwischen Garraum und Druckbereich genutzt werden. Dies ermöglicht einen zeiteffizienten Herstellungsprozess und einen kompakten Nahrungsmitteldrucker.The cooking chamber can be arranged such that the printed food can be transferred by rotation (in particular by a 180 ° rotation) of the pressure plate about the first axis of rotation from the pressure range in the cooking chamber. It can thus be the efficient way Rotation movement of the pressure plate for the transfer between cooking chamber and pressure range can be used. This allows a time-efficient manufacturing process and a compact food printer.
Die Druckplatte kann derart ausgebildet sein, dass die Druckplatte nur auf einer Seite einer Ebene angeordnet ist, die die erste Rotationsachse umfasst. Insbesondere kann die Druckplatte eine Halbkreisform aufweisen. Der Nahrungsmitteldrucker kann dann ein Tor umfassen, das eingerichtet ist, den Garraum zum Druckbereich hin (vollständig) zu verschließen, wenn die Druckplatte in den Garraum überführt wurde. Die Verwendung einer derartigen Druckplatte ermöglicht somit einen besonders effizienten Aufbau eines Nahrungsmitteldruckers.The pressure plate may be formed such that the pressure plate is disposed only on one side of a plane including the first rotation axis. In particular, the pressure plate may have a semicircular shape. The food printer may then include a door configured to (fully) close the cooking chamber to the print area when the printing plate has been transferred to the cooking chamber. The use of such a printing plate thus enables a particularly efficient construction of a food printer.
Der Nahrungsmitteldrucker kann einen Druckkopf mit einem (kreisförmigen oder teilkreisförmigen) Karussell umfassen, das um die zweite Rotationsachse gedreht werden kann. Die Düse kann auf dem Karussell mit dem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet sein. Insbesondere kann das Karussell eine Mehrzahl von Düsen umfassen, die mit dem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet sind. Die unterschiedlichen Düsen können z.B. dazu verwendet werden, unterschiedliche Druckmassen zu extrudieren. Beispielsweise kann das drei-dimensionale Modell unterschiedliche Druckmassen für das zu druckende Nahrungsmittel anzeigen und die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Düsen-Aktuatoren der Mehrzahl von Düsen in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern. Die Bereitstellung eines Karussells mit mehreren Düsen ermöglicht somit die Herstellung von komplexen Nahrungsmitteln in einem kompakten Nahrungsmitteldrucker.The food printer may include a printhead having a (circular or part-circular) carousel that can be rotated about the second axis of rotation. The nozzle may be disposed on the carousel at the predetermined distance from the second axis of rotation. In particular, the carousel may comprise a plurality of nozzles arranged at the predetermined distance from the second axis of rotation. The different nozzles may e.g. used to extrude different masses of pressure. For example, the three-dimensional model may indicate different masses of pressure for the food to be printed, and the controller may be configured to drive nozzle actuators of the plurality of nozzles in response to the three-dimensional model. The provision of a multi-nozzle carousel thus allows the production of complex foods in a compact food printer.
Der Nahrungsmitteldrucker kann eine Kartusche oder einen Behälter zur Aufnahme der Druckmasse umfassen. Dabei kann die Düse z.B. mit einer Kartusche integriert sein, wobei eine Kartusche ggf. mehrere Düsen umfasst. Beispielsweise kann der Nahrungsmitteldrucker eingerichtet sein, unterschiedliche Kartuschen mit unterschiedlichen Typen von Druckmasse aufzunehmen. Beispielsweise kann das Karussell als Träger von ein oder mehreren Kartuschen fungieren, wobei die Kartuschen ggf. direkt Düsen für die Extrusion von Druckmasse umfassen. Andererseits können die Düsen-Aktuatoren fest mit dem Nahrungsmitteldrucker verbaut sein. Die Kartuschen können ggf. unterschiedliche Größen zur Aufnahme unterschiedlicher Mengen an Druckmasse umfassen. Mehrere einzelne Kartuschen können ggf. in einer gemeinsamen Kassette von dem Nahrungsmitteldrucker aufgenommen werden, wodurch das Handling der einzelnen Kartuschen vereinfacht wird. Durch die Verwendung von austauschbaren Kartuschen können in flexibler Weise unterschiedliche Nahrungsmittel mit einem Nahrungsmitteldrucker hergestellt werden.The food printer may comprise a cartridge or a container for receiving the pressure mass. The nozzle may e.g. be integrated with a cartridge, wherein a cartridge optionally includes a plurality of nozzles. For example, the food printer may be configured to receive different cartridges with different types of print mass. For example, the carousel can act as a carrier of one or more cartridges, the cartridges optionally comprising directly nozzles for the extrusion of printing material. On the other hand, the nozzle actuators can be permanently installed with the food printer. The cartridges may optionally include different sizes to accommodate different amounts of pressure mass. Multiple individual cartridges may be received in a common cartridge from the food printer, thereby simplifying handling of the individual cartridges. The use of replaceable cartridges makes it possible to flexibly produce different foods with a food printer.
Der Nahrungsmitteldrucker kann Bewegungsmittel umfassen, mit denen ein Abstand zwischen der Düse und der Druckplatte entlang der zweiten Rotationsachse verändert werden kann. Insbesondere kann durch die Bewegungsmittel die Höhe der Düse bzw. des Karussells über der Druckplatte verändert werden. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Bewegungsmittel in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um das Nahrungsmittel zu drucken. Durch eine Änderung des Abstands zwischen Düse und Druckplatte kann die Qualität der gedruckten Nahrungsmittel verbessert werden.The food printer may include moving means for varying a distance between the nozzle and the pressure plate along the second axis of rotation. In particular, can be changed by the moving means, the height of the nozzle or the carousel on the printing plate. The control unit may be configured to control the moving means in response to the three-dimensional model to print the food. By changing the distance between the nozzle and the printing plate, the quality of the printed food can be improved.
Der Nahrungsmitteldrucker kann zumindest eine Temperierungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, die Druckmasse vor und/oder während der Extrusion durch die Düse zu temperieren. Durch die Temperierung der Druckmasse können die rheologischen Eigenschaften einer Druckmasse in präziser Weise eingestellt werden. So kann die Druckqualität weiter erhöht werden.The food printer may comprise at least one temperature control unit which is set up to temper the print mass before and / or during the extrusion through the nozzle. By the temperature of the pressure mass, the rheological properties of a pressure mass can be adjusted in a precise manner. So the print quality can be further increased.
Der Nahrungsmitteldrucker kann Radialmittel umfassen (z.B. eine Führungsschiene und einen Aktuator), um den bestimmten Abstand einer Düse von der zweiten Rotationsachse zu verändern. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Radialmittel in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern. Durch eine zusätzliche Radialbewegung einer Düse kann der Druckbereich über der Druckplatte vergrößert werden.The food printer may include radial means (e.g., a guide rail and an actuator) to vary the particular distance of a nozzle from the second axis of rotation. The control unit may be configured to control the radial means in dependence on the three-dimensional model. By an additional radial movement of a nozzle, the pressure range can be increased above the pressure plate.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst typischerweise ein Gehäuse, in dem die o.g. Komponenten (insbesondere die Druckplatte, die Düse und die Rotationsachsen) angeordnet sind.The food printer typically includes a housing in which the o.g. Components (in particular the pressure plate, the nozzle and the rotation axes) are arranged.
Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Nahrungsmitteldruckers in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that all aspects of the food printer described in this document can be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1 ein Blockdiagramm eines Nahrungsmitteldruckers in einer Draufsicht; und -
2 ein Blockdiagramm eines Nahrungsmitteldruckers in einer Seitenansicht.
-
1 a block diagram of a food printer in a plan view; and -
2 a block diagram of a food printer in a side view.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einem kompakten Nahrungsmitteldrucker, der einen schnellen Herstellungsprozess für ein Nahrungsmittel ermöglicht. In diesem Zusammenhang zeigt
Der Nahrungsmitteldrucker
Die Rotationsachsen
Der Nahrungsmitteldrucker
Das auf die Druckplatte
Wie in
Unterschiedliche Druckmassen können unterschiedliche rheologische Eigenschaften und/oder unterschiedliche Lagerungsbedingungen aufweisen. Eine Düse
Der Garraum
Der in den
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Nahrungsmitteldruckers
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |