KR102557933B1

KR102557933B1 - 3D food printer equipped with a cooling base that can change cooling conditions according to the stacking of food ingredients

Info

Publication number: KR102557933B1
Application number: KR1020200178845A
Authority: KR
Inventors: 한경희; 이산홍
Original assignee: 경일대학교산학협력단; (주)엘에스비
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2023-07-21
Also published as: KR20220088591A

Abstract

실시예는, 냉각 베이스 장치; 상기 냉각 베이스 장치를 X축, Y축 및 Z축 중 적어도 어느 하나의 축 방향으로 이동시키는 이송부; 및 상기 냉각 베이스 장치 상부에 배치되어 3차원 푸드 프린팅 공정을 수행하기 위한 압출기와 이송 유닛을 구비한 압출 시스템을 포함하고, 상기 압출기는, 압출 커버, 상기 압출 커버 내측에 삽입되어 상기 압출 커버와 결합되고 액상의 초콜릿을 수용하는 캡슐, 상기 캡슐에 설치되어 상기 액상의 초콜릿을 출력하는 노즐, 상기 캡슐의 내측에 삽입되어 상기 초콜릿에 압력을 전달하는 피스톤부, 상기 압출 커버의 하측에 배치되어 초콜릿을 히팅하는 히팅부, 상기 압출 커버에 하측에 상기 압출 커버의 측면의 적어도 일부 영역을 둘러싸며 배치되어 상기 압출 커버가 소정의 각도 범위 내에서 회전하도록 하는 회전수단 및 상기 회전수단에 일측이 고정되고 타측은 상기 이송 유닛에 고정되는 고정 지지부를 포함하고, 상기 냉각 베이스 장치는 상기 노즐의 위치에 따라 냉각 공기의 출력을 제어하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.An embodiment includes a cooling base device; a transfer unit for moving the cooling base device in at least one of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions; And an extrusion system disposed above the cooling base device and having an extruder and a transfer unit for performing a three-dimensional food printing process, wherein the extruder includes an extrusion cover, a capsule inserted inside the extrusion cover and coupled to the extrusion cover and accommodating liquid chocolate, a nozzle installed in the capsule to output the liquid chocolate, a piston inserted inside the capsule to transmit pressure to the chocolate, a heating unit disposed below the extrusion cover to heat the chocolate, and an extrusion cover below the extrusion cover A rotating means disposed surrounding at least a portion of a side surface to rotate the extruded cover within a predetermined angular range, and a fixed support having one side fixed to the rotating means and the other side fixed to the transfer unit, and the cooling base device may provide a three-dimensional food printer that controls the output of cooling air according to the position of the nozzle.

Description

식재료 적층에 따라 냉각 조건을 변경할 수 있는 냉각 베이스를 구비한 3차원 푸드 프린터{3D food printer equipped with a cooling base that can change cooling conditions according to the stacking of food ingredients}3D food printer equipped with a cooling base that can change cooling conditions according to the stacking of food ingredients}

본 발명은 3차원 푸드 프린터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 식재료 적층에 따라 냉각 조건을 변경할 수 있는 냉각 베이스를 구비한 3차원 푸드 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional food printer, and more particularly, to a three-dimensional food printer having a cooling base capable of changing cooling conditions according to the stacking of ingredients.

3D 프린터는 잉크 대신 합성수지, 분말, 세포 등을 얇은 두께로 층층이 쌓아 일정한 모양을 만들어 내는 일종의 공작기계이다. 미국의 찰스 헐(Charles Hull)이 기본 원리를 착안하고, '88년 최초의 3D 프린터(SLA-250)를 개발하였다. 이후 이 기술의 가능성을 눈여겨본 대학과 기업들의 참여로 다양한 제품들이 물밀듯이 출시되었다. 각 분야에서의 3D프린터의 활약을 살펴보면 의료 분야에서 환자의 세포를 이용하는 '바이오 잉크'를 입체적으로 쌓아 신장, 귀, 뼈 등의 인공장기를 만드는 기술이 탄생하였다. 또한 MRI(자기공명영상 법)과 결합하여 고난도 수술의 성공 가능성을 높이고 있다. 또한 환자의 신체 구조에 정확히 맞는 보조 기구도 개발되고 있다.A 3D printer is a kind of machine tool that creates a certain shape by layering thin layers of synthetic resin, powder, and cells instead of ink. American Charles Hull came up with the basic principle and developed the first 3D printer (SLA-250) in 1988. Since then, a variety of products have been launched with the participation of universities and companies that have noticed the potential of this technology. Looking at the activity of 3D printers in each field, the technology to create artificial organs such as kidneys, ears, and bones by three-dimensionally stacking 'bio-ink' using patient's cells in the medical field was born. In addition, it is combined with MRI (Magnetic Resonance Imaging) to increase the possibility of successful surgery. In addition, assistive devices that are precisely tailored to the patient's body structure are being developed.

그리고 자동차 분야에서는 이미 수십년 전부터 시제품을 제작하는데 이용해왔고, 최근에는 완성차까지 만들어지고 있다. 항공분야에서는 엔진 등 부품을 만들고, 여객기의 무게를 줄이는데 활용중이다. 우주분야에서는 작업에 필요한 공구에서부터 인공위성 망원경을 제작하는데에도 이용되고 있다. 또한, 개도국의 낮은 수공비 때문에 어려움을 겪는 선진국의 주얼리 업체의 수요가 증가하고 있다. 패션에서는 완성에 이르는 시간의 단축과 주문량 및 디자인 변경에 대한 능동적 대응이 가능하다. 또한, 유수의 농기계 업계에서는 3D프린팅을 이용하여 시제품을 만들고, 고가의 농기계 부품을 대체하는 기업도 탄생했다. 뿐만 아니라 병해충 종합 관리 시스템(IPM), 토양 연구, 도시농업 분야에서도 많이 응용되고 있다.And in the automobile field, it has already been used to manufacture prototypes for decades, and recently, even finished cars are being made. In the aviation sector, it is used to make parts such as engines and reduce the weight of passenger aircraft. In the field of space, it is also used to manufacture tools necessary for work and artificial satellite telescopes. In addition, demand from jewelry companies in developed countries, which are suffering from low handicraft costs in developing countries, is increasing. In fashion, it is possible to shorten the time to completion and actively respond to changes in order volume and design. In addition, in the leading agricultural machinery industry, companies using 3D printing to make prototypes and replace expensive agricultural machinery parts were born. In addition, it is widely applied in the fields of comprehensive pest management system (IPM), soil research, and urban agriculture.

아울러, 최근에는 미세 조류, 배양육, 식용 곤충 등을 원료로 하여 식량 문제를 해결하기 위한 다양한 연구가 진행 중이며, 기존과는 전혀 다른 형태의 식품이 탄생할 수 있는 기회도 만들어지고 있다.In addition, in recent years, various studies have been conducted to solve the food problem using microalgae, cultured meat, edible insects, etc. as raw materials, and opportunities are being created to create completely different types of food.

한국공개특허공보 제10-2018-0064668호Korean Patent Publication No. 10-2018-0064668 (득허문헌 002) 한국공개특허공보 제10-2019-0016291호(Deukheo Document 002) Korean Patent Publication No. 10-2019-0016291

3D 프린터를 이용하여 식품을 성형하는데 있어서, 토출되는 액상의 빠른 경화가 필수적이다. 경화제를 사용하여 경화를 촉진할 수 있으나 사람이 섭취하는 식품이라는 점, 인체에 악영향을 끼킬 수 있는 성분이 경화제에 함유되는 점에서 경화제 없이도 빠르게 성형품의 경화가 가능하도록 하는 기술이 필요하다. 특히, 초콜릿과 같이 온도에 민감한 재료의 경우 이와 관련한 기술의 중요성이 매우 높다고 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 적층되는 식품을 빠르게 경화시켜 성형된 식품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 3차원 푸드 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In molding food using a 3D printer, fast curing of the liquid phase to be ejected is essential. Curing can be accelerated using a curing agent, but since it is a food consumed by humans and contains components that can adversely affect the human body, a technology that enables fast curing of molded products without a curing agent is required. In particular, in the case of temperature-sensitive materials such as chocolate, the importance of this related technology can be said to be very high. Accordingly, an object of the present invention is to provide a three-dimensional food printer capable of improving the quality of molded food by quickly curing the food to be laminated.

또한, 본 발명의 실시예는 캡슐을 고정하는 피스톤부와 이송 유닛 사이에 회전수단을 배치하여 캡슐과 압출 커버의 분리 및 결합을 용이하게 할 수 있는 3차원 푸드 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a three-dimensional food printer capable of facilitating separation and coupling of the capsule and the extruded cover by disposing a rotating means between the piston unit for fixing the capsule and the transfer unit.

또한, 본 발명의 실시예는 압출 커버에 회전수단을 배치하여 압출 커버와 캡슐을 용이하게 분리 및 결합할 수 있도록 한 3차원 푸드 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a three-dimensional food printer capable of easily separating and combining the extrusion cover and the capsule by disposing a rotating means on the extrusion cover.

또한, 본 발명의 실시예는 3차원 푸드 프린터를 구성하는 구성부들을 작업자의 수작업 없이 시스템적으로 수행할 수 있도록 함으로써 푸드 프린터의 손상을 방지하고 식재료의 보충 및 교환을 신속하게 할 수 있도록 한 3차원 푸드 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to prevent damage to the food printer and to quickly replenish and exchange ingredients by enabling the components constituting the 3D food printer to be systematically performed without manual labor by an operator. It is an object to provide a 3D food printer.

다른 측면에서, 상기 냉각 베이스 장치는, 외형을 구성하는 프레임부 및 상기 프레임부의 상부면의 가장자리를 둘러싸며 설치된 냉각송풍부를 포함하고, 상기 냉각송풍부는 서로 독립적으로 냉각 공기를 출력하는 복수의 냉각송풍부를 포함하고, 주기적으로 상기 노즐의 위치를 검출하여 상기 복수의 냉각송풍부 중 상기 노즐과 최인접한 어느 하나의 냉각송풍부에서 상기 냉각 공기가 출력되도록 하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.In another aspect, the cooling base device includes a frame part constituting an outer shape and a cooling blower part installed to surround an edge of an upper surface of the frame part, and the cooling blower part includes a plurality of cooling blower parts that output cooling air independently of each other, and periodically detects the position of the nozzle to output the cooling air from one of the plurality of cooling blower parts closest to the nozzle.

다른 측면에서, 상기 냉각송풍부는 냉각 공기의 출력 방향을 조절하기 위한 날개부를 더 포함하고, 상기 날개부를 제어하여 상기 냉각 베이스 장치 상에서 식품의 적층 높이에 따라 상기 냉각 공기의 출력 방향을 조절하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.In another aspect, the cooling blower unit further includes wings for adjusting the output direction of the cooling air, and controls the wings to adjust the output direction of the cooling air according to the stacking height of food on the cooling base device. It is possible to provide a 3D food printer.

다른 측면에서, 상기 프레임부의 상부면에는 중앙 영역이 개구된 개구 영역이 형성되고, 상기 냉각 베이스 장치는, 상기 개구 영역에 설치된 이동플레이트를 더 포함하고, 상기 이동플레이트 상에 위치한 베이스 식품의 높이에 기초하여 성형 전 상기 이동플레이트의 초기 높이를 조절하여 상기 냉각송풍부로부터의 냉각 공기가 상기 베이스 식품의 상부면에서 성형되는 식품에 제공될 수 있도록 하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.In another aspect, an opening region having an open center region is formed on the upper surface of the frame unit, and the cooling base device further includes a moving plate installed in the opening region, and based on a height of the base food placed on the moving plate, the initial height of the moving plate before molding is adjusted so that cooling air from the cooling blower can be supplied to the food to be molded on the upper surface of the base food.

다른 측면에서, 주기적으로 상기 노즐의 위치를 검출하여 상기 복수의 냉각송풍부 중 상기 노즐과 최인접한 냉각송풍부가 복수개인 경우, 다음 시점에서의 노즐의 위치에서의 노즐과 최인접한 냉각송풍부와 동일한 냉각송풍부에서 냉각 공기가 출력되도록 하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.On the other hand, if there are a plurality of cooling blower units closest to the nozzle among the plurality of cooling blower units by periodically detecting the position of the nozzle, the same cooling blower unit as the cooling blower unit closest to the nozzle at the position of the nozzle at the next point in time. It is possible to provide a 3D food printer that outputs cooling air.

다른 측면에서, 상기 이송 유닛은, 상기 피스톤부와 결합하는 이송 프레임, 상기 이송 프레임이 이동할 수 있는 이송 가이드와, 상기 이송 가이드 내부에 배치되어 상기 이송 프레임을 수직한 방향으로 이송시키는 이송 기어부, 상기 이송 프레임과 체결되는 동력 프레임, 상기 동력 프레임에 배치되어 상기 이송 프레임에 동력을 전달하는 모터, 및 상기 이송 가이드의 하측에 배치되어 상기 압출 커버가 상기 소정의 각도 범위 내에서 정 위치가 되도록 유도하기 위한 자기력을 제공하는 자기력 제공수단을 포함하는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.On the other hand, the transfer unit includes a transfer frame coupled to the piston unit, a transfer guide capable of moving the transfer frame, a transfer gear unit disposed inside the transfer guide to transfer the transfer frame in a vertical direction, a power frame engaged with the transfer frame, a motor disposed on the power frame to transmit power to the transfer frame, and a magnetic force providing means disposed below the transfer guide to provide magnetic force for guiding the extrusion cover to be in a fixed position within the predetermined angular range. You can.

다른 측면에서, 상기 이송 기어부는, 제1 고정판과 상기 제1 고정판 상에 적어도 하나의 자성체로 구성된 제1 마그네틱부가 배치된 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.In another aspect, the transfer gear unit may provide a three-dimensional food printer in which a first fixing plate and a first magnetic part made of at least one magnetic material are disposed on the first fixing plate.

다른 측면에서, 상기 자기력 제공수단은 상기 이송 기어부와 피스톤부 사이에 배치되어 상기 캡슐을 회전시키는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다. In another aspect, the magnetic force providing unit may provide a 3D food printer that is disposed between the transfer gear unit and the piston unit to rotate the capsule.

다른 측면에서, 상기 피스톤부는 샤프트와, 상기 샤프트 일측에 배치되어 상기 캡슐의 액상 초콜릿에 압력을 전달하는 패킹부와, 상기 샤프트 타측에 배치되고 상기 이송 기어부에 배치된 제1 고정판 및 제1 마그네틱부와 체결되는 제2 고정판 및 상기 제2 고정판 상에 복수의 자성체들이 구성된 제2 마그네틱부를 포함하며, 상기 자기력 제공수단은 상기 제1 및 제2 마그넥티부를 회전자로 하고, 상기 제1 및 제2 마그네틱부 주위 둘레를 따라 배치된 스테이터와, 상기 스테이터에 배치된 복수의 코일들을 포함하고, 상기 제1 마그네틱부와 제2 마그네틱부의 자성체들은 서로 대응되어 체결되고, 상기 스테이터에 배치된 코일들에서 발생하는 자력에 의해 상기 피스톤부를 회전시켜 상기 피스톤부와 고정된 캡슐을 상기 압출 커버로부터 분리하거나 탈착할 수 있는 3차원 푸드 프린터를 제공할 수 있다.In another aspect, the piston part includes a shaft, a packing part disposed on one side of the shaft and transmitting pressure to the liquid chocolate of the capsule, a first fixing plate disposed on the other side of the shaft and disposed on the transfer gear part, and a second fixing plate coupled to the first magnetic part, and a second magnetic part composed of a plurality of magnetic bodies on the second fixing plate. It includes a plurality of coils disposed in the stator, the magnetic bodies of the first magnetic part and the second magnetic part are coupled to each other, and the piston part is rotated by magnetic force generated from the coils disposed in the stator. A three-dimensional food printer capable of separating or detaching the fixed capsule from the extrusion cover can be provided.

실시예는, 노즐의 현재 및 다음의 위치를 고려하여 냉각 공기의 배출 영역 과 배출 높이를 제어함으로써 토출되는 액상의 식품이 빠르게 경화시킬 수 있어 성형 식품의 품질을 높일 수 있다. 특히, 실시예는, 초콜릿, 젤리, 양갱 등과 같이 토출 전 고온에서 용융 상태를 유지하고 토출 후에는 경화를 위해 신속히 냉각이 필요한 식품을 성형할 때 식품의 품질을 향상시킬 수 있다.In the embodiment, by controlling the discharge area and the discharge height of the cooling air in consideration of the current and next positions of the nozzle, the discharged liquid food can be cured quickly, thereby improving the quality of the molded food. In particular, the embodiment can improve the quality of foods when forming foods such as chocolate, jelly, yokan, etc., which maintain a molten state at a high temperature before ejection and require rapid cooling for hardening after ejection.

실시예는, 캡슐을 고정하는 피스톤부와 이송 유닛 사이에 회전수단을 배치하여 캡슐과 압출 커버의 분리 및 결합을 용이하게 할 수 있도록 한 효과가 있다.The embodiment has an effect of facilitating separation and coupling of the capsule and the extruded cover by disposing a rotating means between the piston unit for fixing the capsule and the transfer unit.

실시예는, 압출 커버에 회전수단을 배치하여 압출 커버와 캡슐을 용이하게 분리 및 결합할 수 있도록 한 효과가 있다.The embodiment has an effect of disposing a rotating means on the extruded cover so that the extruded cover and the capsule can be easily separated and coupled.

실시예는, 3차원 푸드 프린터를 구성하는 구성부들을 작업자의 수작업 없이 시스템적으로 수행할 수 있도록 함으로써 푸드 프린터의 손상을 방지하고 식재료의 보충 및 교환을 신속하게 할 수 있도록 한 효과가 있다.The embodiment has an effect of preventing damage to the food printer and quickly replenishing and exchanging ingredients by enabling the components constituting the 3D food printer to be systematically performed without manual labor by an operator.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 개략적 사시도이다.
도 1b는 냉각 베이스 장치 측을 바라본 3차원 푸드 프린터의 개략도이다.
도 2 및 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에 배치되는 압출 유닛의 구조를 도시한 사시도이다.
도 3b는 소정의 각도 범위 내에서 압출 커버의 회전을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 유닛에 배치되는 압출 구동부를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 구동부와 모터의 연결 구조를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 구동부와 압출기의 체결 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기에 배치되는 피스톤과 압출 구동부의 체결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기의 피스톤과 케이스를 분리하기 위한 자기력 제공수단의 구조를 도시한 평면도이다.
도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기에서 피스톤, 케이스 및 노즐부의 조리 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일부 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 압출기의 케이스와 피스톤의 분리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 자기력 제공수단에 의해 피스톤이 케이스로부터 분리되는 모습을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 다른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단과 압출기의 케이스의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단의 구조를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단에 의해 압출기의 케이스가 회전하는 모습을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 제2 회전수단에 의해 피스톤이 케이스로부터 분리되는 모습을 도시한 도면이다.
도 18 및 도 19는 압출 시스템을 통해 냉각 베이스 장치 상에서 푸드를 성형하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 20 및 도 21은 냉각 베이스 장치의 동작을 설명하기 위한 냉각 베이스 장치의 단면과 압출 시스템 그리고 푸드를 나타낸 것이다.Figure 1a is a schematic perspective view of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 1b is a schematic diagram of a three-dimensional food printer viewed from the side of the cooling base device.
2 and 3a are perspective views showing the structure of an extrusion unit disposed in a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3b is a schematic diagram for explaining the rotation of the extruded cover within a predetermined angle range.
4 and 5 are perspective views illustrating an extrusion driving unit disposed in an extrusion unit of a 3D food printer according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are perspective views illustrating a connection structure between an extrusion drive unit and a motor of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view showing a fastening structure of the extruder and the extruder of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a fastening structure of a piston disposed in an extruder of a 3D food printer and an extrusion driver according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a plan view showing the structure of the magnetic force providing means for separating the piston and the case of the extruder of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
11a to 11b are views for explaining a cooking structure of a piston, a case, and a nozzle unit in an extruder of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a process of separating a case and a piston of an extruder in a 3D food printer according to some embodiments.
13a and 13b are diagrams illustrating a state in which a piston is separated from a case by a magnetic force providing means in a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing a coupling structure of a second rotating means of a 3D food printer and a case of an extruder according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a perspective view showing the structure of the second rotating means of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a view showing a state in which the case of the extruder is rotated by the second rotating means of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention.
17 is a view showing a state in which a piston is separated from a case by a second rotating means in a 3D food printer according to an embodiment of the present invention.
18 and 19 are schematic diagrams showing food shaping on a cooling base device via an extrusion system.
20 and 21 show a cross section of the cooling base device, an extrusion system, and food for explaining the operation of the cooling base device.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms. In the following embodiments, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one component from another component without limiting meaning. Also, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as include or have mean that features or elements described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added. In addition, in the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 개략적 사시도이다. 도 1b는 냉각 베이스 장치 측을 바라본 3차원 푸드 프린터의 개략도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에 배치되는 압출 유닛의 구조를 도시한 사시도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 유닛에 배치되는 압출 구동부를 도시한 사시도이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 구동부와 모터의 연결 구조를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출 구동부와 압출기의 체결 구조를 도시한 사시도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기에 배치되는 피스톤과 압출 구동부의 체결 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기의 피스톤과 케이스를 분리하기 위한 자기력 제공수단의 구조를 도시한 평면도이다. 도 11a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 압출기에서 피스톤, 케이스 및 노즐부의 조리 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 일부 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 압출기의 케이스와 피스톤의 분리 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 자기력 제공수단에 의해 피스톤이 케이스로부터 분리되는 모습을 도시한 도면이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 다른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단과 압출기의 케이스의 결합 구조를 도시한 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단의 구조를 도시한 사시도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터의 제2 회전수단에 의해 압출기의 케이스가 회전하는 모습을 도시한 도면이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 푸드 프린터에서 제2 회전수단에 의해 피스톤이 케이스로부터 분리되는 모습을 도시한 도면이다.Figure 1a is a schematic perspective view of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. Figure 1b is a schematic diagram of a three-dimensional food printer viewed from the side of the cooling base device. 2 and 3 are perspective views showing the structure of an extrusion unit disposed in a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are perspective views illustrating an extrusion driving unit disposed in an extrusion unit of a 3D food printer according to an embodiment of the present invention. 6 and 7 are perspective views illustrating a connection structure between an extrusion drive unit and a motor of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. Figure 8 is a perspective view showing a fastening structure of the extruder and the extruder of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 9 is a view for explaining a fastening structure of a piston disposed in an extruder of a 3D food printer and an extrusion driver according to an embodiment of the present invention. Figure 10 is a plan view showing the structure of the magnetic force providing means for separating the piston and the case of the extruder of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 11a to 11b are views for explaining a cooking structure of a piston, a case, and a nozzle unit in an extruder of a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 12 is a view for explaining a process of separating a case and a piston of an extruder in a 3D food printer according to some embodiments. 13a and 13b are diagrams illustrating a state in which a piston is separated from a case by a magnetic force providing means in a three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 14 is a view showing a coupling structure of a second rotating means of a 3D food printer and a case of an extruder according to an embodiment of the present invention. Figure 15 is a perspective view showing the structure of the second rotating means of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. Figure 16 is a view showing a state in which the case of the extruder is rotated by the second rotating means of the three-dimensional food printer according to an embodiment of the present invention. 17 is a view showing a state in which a piston is separated from a case by a second rotating means in a 3D food printer according to an embodiment of the present invention.

도 1a 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명의 압출 커버와 피스톤을 자동으로 분리 및 결합할 수 있는 3차원 푸드 프린터(100)는, 3차원 푸드 제조 작업 공간을 제공하는 케이스(101), 케이스(101) 내부에 배치되어 식재료를 압출하는 압출 시스템(200), 케이스(101)의 내부에 배치되어 식재료가 디스펜싱되는 냉각 베이스 장치(120), 냉각 베이스 장치(120)를 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키는 이송부(140) 및 3차원 푸드 프린터(100)를 구성하는 각 구성부들에 전원을 공급하거나 동작을 제어하는 제어부(130)를 포함한다. 도면에는 도시하였지만 설명하지 않은 110은 외부에서 작업자(또는 사용자)가 3차원 푸드의 제조 과정을 확인하거나 제조가 완료된 3차원 푸드를 반입 및 반출할 수 있는 입구부이고, 150은 3차원 푸드의 제조 과정에서 사용자에게 제공되는 정보를 표시하는 디스플레이부이다.1A to 3A, the three-dimensional food printer 100 capable of automatically separating and combining the extrusion cover and the piston of the present invention includes a case 101 that provides a three-dimensional food manufacturing workspace, an extrusion system 200 disposed inside the case 101 to extrude ingredients, a cooling base device 120 disposed inside the case 101 to dispense ingredients, and a cooling base device 120 for X-axis, Y-axis, and It includes a transfer unit 140 that moves in the Z-axis and a control unit 130 that supplies power to or controls operation of each component constituting the 3D food printer 100. 110 shown in the drawing but not described is an entrance through which a worker (or user) can check the manufacturing process of the 3D food or bring in and take out the 3D food that has been prepared from the outside, and 150 is a display unit that displays information provided to the user during the manufacturing process of the 3D food.

또한, 입구부(110)는 케이스(101)의 내부가 시인되도록 투명한 재질로 구성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the inlet 110 may be made of a transparent material so that the inside of the case 101 is visually recognized, but is not limited thereto.

또한, 입구부(110)에는 도어 장치가 마련되어 사용자는 도어를 열어 내부의 압출 시스템 상에서 캡슐을 배출시키고, 새로운 캡슐을 압출 시스템에 결합시킬 수 있다.In addition, a door device is provided at the inlet 110 so that the user can open the door to discharge the capsule on the internal extrusion system and couple the new capsule to the extrusion system.

케이스(101)는 도면에는 내부 공간을 갖는 직육면체 구조를 갖는 것으로 도시되었지만, 이것은 고정된 것이 아니다. 3차원 푸드 프린터(100)의 사용 환경이나 소비자의 요구에 따라 그 형태는 다양하게 변형될 수 있다.Case 101 is shown as having a rectangular parallelepiped structure with an internal space in the drawings, but this is not fixed. The shape may be variously modified according to the use environment of the 3D food printer 100 or the needs of consumers.

케이스(101) 내부에 배치되는 냉각 베이스 장치(120)는 전술한 바와 같이, 3차원 푸드 프린팅 방식으로 식품을 제조할 때 이송부(140)의 동작에 따라 3축 방향으로 움직일 수 있다. 이송부(140)는 압축 시스템(200)의 압출기(250)를 중심으로 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동할 수 있다.As described above, the cooling base device 120 disposed inside the case 101 can move in three axial directions according to the operation of the transfer unit 140 when food is manufactured using the 3D food printing method. The transfer unit 140 may move in directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis orthogonal to each other with the extruder 250 of the compression system 200 as the center.

하지만, 경우에 따라서는 냉각 베이스 장치(120)는 고정된 상태에서 압축 시스템(200)의 압출기(250)가 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하면서 3차원 푸드 프린팅 공정이 수행될 수 있다.However, in some cases, a 3D food printing process may be performed while the extruder 250 of the compression system 200 moves in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions while the cooling base device 120 is in a fixed state.

다른 측면에서, 냉각 베이스 장치(120)는 X, Y, Z 축 중 적어도 어느 한 방향으로 이동 가능하고, 압출기(250)는 나머지의 방향으로 이동 가능함에 따라 냉각 베이스 장치(120)와 압출기(250)의 이동에 따라 X, Y, Z 축 방향으로 자유롭게 푸드의 성형이 가능할 수 있다.On the other hand, the cooling base device 120 is movable in at least one of the X, Y, and Z axes, and the extruder 250 is movable in the other direction, so that the cooling base device 120 and the extruder 250 can freely form food in the X, Y, and Z axis directions according to the movement of the 250.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만 냉각 베이스 장치(120)를 지지하는 이송부(140)의 지지바에는 냉각수단이 배치될 수 있다. 즉, 냉각 베이스 장치(120)는 소정의 온도로 점성을 갖는 재료가 압출기(250)를 통해 제공되면 냉각수단을 이용하여 빠르게 굳도록할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, a cooling means may be disposed on a support bar of the transfer unit 140 supporting the cooling base device 120 . That is, the cooling base device 120 may harden quickly by using a cooling means when a material having a viscosity at a predetermined temperature is provided through the extruder 250 .

제어부(130)는 3차원 푸트 프린터(100)의 동작을 제어한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제어부(130)는 프로세서, 메모리, 통신부, 위치 설정부 및 전원부 등을 포함할 수 있다.The controller 130 controls the operation of the 3D foot printer 100. Although not shown in the drawing, the control unit 130 may include a processor, memory, communication unit, location setting unit, power supply unit, and the like.

본 발명의 3차원 푸트 프린터(100)는 외부에서 제공되는 데이터를 이용하여 3차원 푸드를 제조하거나 내부의 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 3차원 푸드를 제조할 수 있다. 특히, 외부 네트워크를 통해 정보를 실시간으로 제공받아 3차원 푸드를 제조할 수 있다.The 3D foot printer 100 of the present invention can manufacture 3D food using data provided from the outside or 3D food using data stored in an internal memory. In particular, it is possible to manufacture three-dimensional food by receiving information in real time through an external network.

따라서, 통신부는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등을 통해 푸드와 관련된 데이터를 제공받을 수 있다.Therefore, the communication unit provides data related to food through the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, Long Term Evolution (LTE) network, World Interoperability for Microwave Access (WIMAX) network, Internet, Local Area Network (LAN), Wireless Local Area Network (WAN), Wide Area Network (WAN), Personal Area Network (PAN), Bluetooth network, satellite broadcasting network, analog broadcasting network, DMB (Digital Multimedia Broadcasting) network, etc. can receive

또한, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 사용자나 작업자의 단말기와 푸드 관련 정보를 입력할 수 있는 프로그램(Program) 또는 어플리케이션(application)을 이용하여 제어될 수 있다.In addition, the 3D food printer 100 of the present invention can be controlled using a terminal of a user or worker and a program or application capable of inputting food-related information.

단말기는 스마트 폰, 디지털방송용 단말기, 휴대폰, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC(tablet PC), 웨어러블 디바이스(wearable device) 및 스마트 글라스(smart glass) 등을 포함할 수 있다.Terminals may include smart phones, digital broadcasting terminals, mobile phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation devices, tablet PCs, wearable devices, smart glasses, and the like.

또한, 통신부는 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식 (예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말기, 임의의 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다.또한, 통신부는 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식 (예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말기, 임의의 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다.

디스플레이부(150)는 푸드 제조 과정시 케이스 내부의 조건 정보, 푸드에 관한 재료 정보, 온도 정보, 위치 정보, 시간 정보 등을 표시하거나 3차원 푸드 프린터(100)를 제어할 수 있도록 정보 입력이 가능한 터치 입력영역을 제공할 수 있다.The display unit 150 may display condition information of the inside of the case, food material information, temperature information, location information, time information, etc. during the food manufacturing process, or may provide a touch input area capable of inputting information to control the 3D food printer 100.

디스플레이부(150)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The display unit 150 may include at least one of a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display, a 3D display, and an e-ink display.

또한, 제어부(130)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세스(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.In addition, the control unit 130 may be implemented using at least one of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.

본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 식재료를 점성이 있는 형태로 가공하여 냉각 베이스 장치(120)에 푸드 제조에 관한 제공된 정보에 따라 식재료를 압출하는 압출 시스템(200)을 포함한다. 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 식품을 제조하기 위한 식재료에는 그 제한이 없으나 성형 및 배합이 용이하지 않으나 본 발명에 따른 실시예에 따라 3차원 프린팅을 구현이 가능한 초콜릿을 사용하는 것이 바람직한 실시예일 수 있다. 따라서 이하 설명에서는 3차원 푸드 프린터(100)가 초콜릿을 이용하여 3차원 푸드 제품을 제조하는 것으로 한정하여 설명한다.The 3D food printer 100 of the present invention includes an extrusion system 200 for processing food ingredients into a viscous form and extruding food ingredients according to information provided to the cooling base device 120 regarding food production. The 3D food printer 100 of the present invention is not limited to ingredients for producing food, but it is not easy to mold and blend, but it is preferable to use chocolate capable of implementing 3D printing according to an embodiment according to the present invention. It may be a preferred embodiment. Therefore, in the following description, the three-dimensional food printer 100 will be limited to manufacturing three-dimensional food products using chocolate.

또한, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 식재료를 중심으로 설명하지만 반드시 푸드에만 적용되지 않는다. 예를 들어, 다양한 형태의 3차원 양초를 제조할 때 파라핀이나 밀랍을 이용하여 3차원 양초를 제작할 수 있다. In addition, the 3D food printer 100 of the present invention is described focusing on food ingredients, but is not necessarily applied only to food. For example, when manufacturing 3-dimensional candles of various shapes, 3-dimensional candles may be manufactured using paraffin or beeswax.

본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)에 배치된 압출 시스템(200)은, 초콜릿을 점성이 있는 액체로 변환하여 냉각 베이스 장치(120) 상에 압출하는 압출기(250)와, 압출기(250)를 냉각 베이스 장치(120)에 대하여 수직 방향으로 상하 이동시키는 이송 유닛(280)을 포함할 수 있다.The extrusion system 200 disposed in the three-dimensional food printer 100 of the present invention converts chocolate into a viscous liquid and extrudes it on the cooling base device 120, and the extruder 250. It may include a transfer unit 280 that vertically moves up and down with respect to the cooling base device 120.

압출기(250)는 압출 커버(251)와, 압출 커버(251) 내측에 삽입되어 압출 커버(251)와 결합되는 캡슐(256)과, 캡슐(256)의 내측에 삽입되어 점성 상태의 초콜릿에 압력을 전달하는 피스톤부(252)와, 압출 커버(251)의 하측에 배치되어 초콜릿을 히팅하는 히팅부(255)와, 압출 커버(251)에 배치되어 압출 커버(251)와 캡슐(256)을 분리하는 자기력 제공수단(254)과, 자기력 제공수단(254)에 일측이 고정되고 타측은 이송 유닛(280)과 고정되는 고정 지지부(253)를 포함한다.The extruder 250 includes an extrusion cover 251, a capsule 256 inserted inside the extrusion cover 251 and coupled to the extrusion cover 251, a piston unit 252 inserted inside the capsule 256 to transmit pressure to chocolate in a viscous state, a heating unit 255 disposed below the extrusion cover 251 to heat the chocolate, and disposed on the extrusion cover 251 to extrude cover 251 ) and the capsule 256, a magnetic force providing means 254, and a fixed support 253 having one side fixed to the magnetic force providing means 254 and the other side fixed to the transfer unit 280.

히팅부(255) 외측에는 복수의 노즐홀(NH)이 형성되고, 노즐홀(NH)을 통해 캡슐(256)에 체결된 노즐(277) 외부로 인출된다.A plurality of nozzle holes NH are formed outside the heating unit 255, and the nozzle 277 fastened to the capsule 256 is drawn out through the nozzle holes NH.

도 3b를 더 참조하면, 고정 지지부(253)의 말단에는 회전수단(600)이 구비될 수 있다.Referring further to FIG. 3B , a rotating means 600 may be provided at an end of the fixed support 253 .

회전수단(600)은 압출 커버(251)와 결합될 수 있다. 상세하게, 회전수단(600)은 압출 커버(251)의 하측 영역을 둘레의 일부 영역을 감싸는 형태로 위치하여 압출 커버(251)의 양 측면에 결합할 수 있다.Rotating means 600 may be combined with the extrusion cover (251). In detail, the rotating means 600 may be coupled to both sides of the extruded cover 251 by positioning it in a form surrounding a partial area around the lower region of the extruded cover 251 .

압출 커버(251)는 회전수단(600)에 결합된 상태에서 소정의 각도 범위(a) 내에서 회전할 수 있다.The extruded cover 251 may rotate within a predetermined angular range (a) while being coupled to the rotating means 600 .

상세하게, 지면과 평행한 제1 가상의 축과 상기 제1 가상의 축과 수직한 제2 가상의 축을 기준으로 압출 커버(251)는 회전수단(600)에 결합된 상태에서 제1 및 제2 가상의 축 사이의 범위 내에서의 a 각도 범위 내로 회전할 수 있다.In detail, based on a first imaginary axis parallel to the ground and a second imaginary axis perpendicular to the first imaginary axis, the extruded cover 251 is coupled to the rotating means 600, and the first and second imaginary axes. It can rotate within an angle range a within the range between them.

압출 커버(251) 상에서 캡슐(256)을 분리하기 위하여 캡슐(256) 상의 피스톤부(252)와 자기력 제공수단(500) 사이의 자기적인 결합을 해제한 후 압출 커버(251)를 a1 방향(도 1에서의 입구부(110) 측으로)으로 회전시켜 캡슐(256)을 압출 커버(251)로부터 분리할 수 있다. 또한, 압출 커버(251)가 a1 방향으로 이동한 상태에서 캡슐(256)을 압출 커버(251)로 삽입하고 압출 커버(251)를 a1과 반대 방향인 a2 방향(도 1의 케이스(101)의 뒷면 방향)으로 이동시킨 상태에서 캡슐(256)의 피스톤부(252)를 자기력 제공수단(500)에 자기적인 결합을 시킴으로써 캡슐(256)이 정 위치(cp)가 되도록 하여 최종적으로 압출 커버(251)가 정 위치(cp)가 되도록 할 수 있다.In order to separate the capsule 256 from the extrusion cover 251, the magnetic coupling between the piston portion 252 on the capsule 256 and the magnetic force providing means 500 is released, and then the extrusion cover 251 is rotated in the a1 direction (towards the inlet 110 in FIG. 1) to separate the capsule 256 from the extrusion cover 251. In addition, in a state where the extrusion cover 251 is moved in the a1 direction, the capsule 256 is inserted into the extrusion cover 251, and the extrusion cover 251 is moved in the a2 direction opposite to a1 (backward direction of the case 101 in FIG. 1). The piston portion 252 of the capsule 256 is magnetically coupled to the magnetic force providing means 500 so that the capsule 256 is finally extruded The cover 251 may be in the correct position cp.

보다 상세하게, 압출 커버(251)로 캡슐(256)을 분리시킬 때는 압출 커버(251)가 b 각도 범위 내에서 위치할 수 있고, 캡슐(256)이 압출 커버(251)에 삽입하여 압출 커버(251)를 a2 방향으로 이동시키면 압출 커버(251)는 c 각도 범위 내에서 위치할 수 있다. 그리고, 그 후 피스톤부(252)와 자기력 제공수단(500)의 자기적인 결합에 의해 캡슐(256)이 정 위치(cp)에 위치하면 c 각도 범위 내에서도 정위치가 아닌 곳에 압출 커버(251)는 정 위치(cp)에 위치하게 된다.More specifically, when the capsule 256 is separated by the extrusion cover 251, the extrusion cover 251 may be positioned within the b angle range, and the capsule 256 is inserted into the extrusion cover 251 to move the extrusion cover 251 in the a2 direction, the extrusion cover 251 may be positioned within the c angle range. Then, when the capsule 256 is located at the correct position (cp) by the magnetic coupling between the piston part 252 and the magnetic force providing means 500, the extruded cover 251 is located at the correct position (cp).

이와 같이, 본 발명은 압출 커버(251)로부터 캡슐(256)의 분리 및 결합이 용이하고 자기적인 결합을 이용하여 정 위치에 있지 않은 압출 커버(251)가 자연스럽게 정 위치(cp)가 되도록 할 수 있다.As such, according to the present invention, the separation and coupling of the capsule 256 from the extruded cover 251 is easy, and the extruded cover 251, which is not in the right position, can be naturally positioned (cp) by using magnetic coupling.

또한, 사용자는 압출 커버(251)에 캡슐(256)을 삽입한 후에 압출 커버(251)를 a2 방향으로 이동시키고 캡슐(256)을 살짝 들어올리면 피스톤부(252)와 자기력 제공수단(500)의 자기적인 인력에 의해 자연스럽게 피스톤부(252)가 자기력 제공수단(500)에 자기적인 결합을 함으로써 압출 커버(251)가 정 위치(cp)가 되도록 한다. 또한, 피스톤부(252)가 자기력 제공수단(500)에 자기적인 결합을 할 때 피스톤부(252)의 상부 끝단이 자기력 제공수단(500) 내부로 삽입되도록 하고 피스톤부(252)의 상부 끝단과 자기력 제공수단(500)의 내부의 가벼운 충돌에 따른 충돌음이 발생하여 사용자로 하여금 압출 커버(251)가 정 위치(cp)가 되었음을 인지하도록 음향 피드백할 수 있다.In addition, when the user inserts the capsule 256 into the extruded cover 251, moves the extruded cover 251 in the a2 direction and slightly lifts the capsule 256, the piston part 252 and the magnetic force providing means 500 are naturally magnetically coupled to the magnetic force providing means 500 by the magnetic attraction of the piston part 252, so that the extruded cover 251 is in the correct position (cp). In addition, when the piston part 252 is magnetically coupled to the magnetic force providing means 500, the upper end of the piston part 252 is inserted into the magnetic force providing means 500, and the upper end of the piston part 252 and the magnetic force providing means 500 generates a collision sound due to a light collision inside, so that the user can receive sound feedback so that the extruded cover 251 is in the correct position (cp).

발명회전수단발명회전수단발명invention rotation means invention rotation means invention

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 이송 유닛(280)은 이송 프레임(284)이 이동할 수 있는 이송 가이드(281)와, 이송 가이드(281) 내부에 배치되어 이송 프레임(284)을 수직한 방향으로 이송시키는 이송 기어부(282)와, 이송 프레임(284)과 체결되는 동력 프레임(283)과, 동력 프레임(283)에 배치되어 이송 프레임(284)에 동력을 전달하는 제1 모터(288) 및 제2 모터(289)와, 이송 가이드(281)의 하측에 배치되어 압출기(250)의 캡슐(256)과 압출 커버(251)를 분리 및 결합하는 자기력 제공수단(500)을 포함한다.4 to 7, the transfer unit 280 includes a transfer guide 281 through which the transfer frame 284 can move, a transfer gear unit 282 disposed inside the transfer guide 281 to transfer the transfer frame 284 in a vertical direction, a power frame 283 coupled to the transfer frame 284, and a first motor 2 disposed on the power frame 283 to transmit power to the transfer frame 284. 88) and a second motor 289, and a magnetic force providing unit 500 disposed below the transfer guide 281 to separate and couple the capsule 256 and the extrusion cover 251 of the extruder 250.

보다 구체적으로, 이송 프레임(284)은 이송 프레임(284)으로부터 확장된 확장부(284a)와 동력 프레임(283)이 서로 고정된다. 제1 모터(288)의 제1 회전부(270a)는 이송 프레임(284)에 배치된 제2 회전부(270b)와 동력 벨트(271)에 의해 연결되어 제1 모터(288)의 회전력이 이송 프레임(284)의 제2 회전부(270b)에 전달된다.More specifically, in the transport frame 284, the extension portion 284a extending from the transport frame 284 and the power frame 283 are fixed to each other. The first rotation part 270a of the first motor 288 is connected to the second rotation part 270b disposed on the transfer frame 284 by a power belt 271, so that the rotational force of the first motor 288 is transmitted to the second rotation part 270b of the transfer frame 284.

또한, 이송 가이드(281)는 이송 프레임(284)과 동력 프레임(283)이 상하로 이동할 때, 이동이 원활할 수 있도록 측벽에 가이드홈(232)이 형성될 수 있다. 이송 기어부(282)는 일측이 이송 가이드(281)의 상면에 고정되고 타측은 압출기(250)의 피스톤부(252)와의 고정을 위한 제1 고정판(282a) 및 제1 마그네틱부(282b)가 배치된다. 제1 마그네틱부(282b)는 제1 고정판(282a) 상에 복수의 자성체들로 구성될 수 있다. 이는, 피스톤부(252)의 제2 고정판(252c) 상에 배치된 제2 마그네틱부(252d)와 자력에 의한 체결을 위함이다. 또한, 제1 마그네틱부(282b)와 제2 마그네틱부(252d)는 자기력 제공수단(500)의 회전자 기능을 하여 캡슐(256)과 압출 커버(251)의 분리 및 체결을 할 수 있도록 한다.In addition, a guide groove 232 may be formed on a side wall of the transport guide 281 so that the transport frame 284 and the power frame 283 move smoothly when the transport frame 284 and the power frame 283 move up and down. One side of the transfer gear unit 282 is fixed to the upper surface of the transfer guide 281, and the other side has a first fixing plate 282a and a first magnetic unit 282b for fixing with the piston unit 252 of the extruder 250. Is disposed. The first magnetic part 282b may include a plurality of magnetic materials on the first fixing plate 282a. This is for fastening with the second magnetic part 252d disposed on the second fixing plate 252c of the piston part 252 by magnetic force. In addition, the first magnetic part 282b and the second magnetic part 252d function as a rotor of the magnetic force providing means 500 so that the capsule 256 and the extruded cover 251 can be separated and fastened.

따라서, 도면에는 도시하지 않았지만, 이송 기어부(282)와 제1 고정판(282a) 사이에는 제1 고정판(282a)과 제1 마그네틱부(282b)가 이송 기어부(282)와 독립적으로 회전할 수 있도록 베어링과 같은 회전링을 배치할 수 있다.Therefore, although not shown in the drawing, between the transfer gear unit 282 and the first fixing plate 282a, the first fixing plate 282a and the first magnetic unit 282b can rotate independently of the transfer gear unit 282. A rotating ring such as a bearing can be disposed.

또한, 이송 프레임(284)이 상하 이동을 하면 이송 프레임(284)과 고정된 동력 프레임(283)도 함께 상하 이동을 한다. 이송 프레임(284)의 상측과 하측에는 각각 제1 위치감지수단(297)과 제2 위치감지수단(298)이 각각 배치되어 있어 이송 프레임(284)이 이송 가이드(281)의 상측에 위치할 때 제1 위치감지수단(297)에 의해 상부 방향의 이동을 멈추도록 할 수 있다.In addition, when the transfer frame 284 moves up and down, the transfer frame 284 and the fixed power frame 283 also move up and down together. A first position detecting means 297 and a second position detecting means 298 are disposed on the upper and lower sides of the transfer frame 284, respectively, so that when the transfer frame 284 is located on the upper side of the transfer guide 281, the movement in the upper direction can be stopped by the first position detecting means 297.

마찬가지 방식으로 이송 프레임(284)이 이송 가이드(281)의 하측에 위치할 때, 제2 위치감지수단(297)에 의해 하부 방향의 이동을 멈추도록 할 수 있다.In the same way, when the transport frame 284 is positioned below the transport guide 281, the movement in the lower direction can be stopped by the second position detecting means 297.

예시적으로, 제1 및 제2 위치감지수단(297, 298) 각각은 스위치 형태로 구성될 수 있고, 이송 프레임(284)이 이송 가이드(281)의 상측의 미리 정해진 위치에 도달하거나 이송 프레임(284)이 이송 가이드(281)의 하측에 미리 정해진 위치에 도달하면 제1 위치감지수단(297) 또는 제2 위치감지수단(298)의 스위치가 턴온됨으로써 이송 프레임(284)의 이동이 중단될 수 있다.Illustratively, each of the first and second position detecting means 297 and 298 may be configured in the form of a switch, and when the transfer frame 284 reaches a predetermined position on the upper side of the transfer guide 281 or when the transfer frame 284 reaches a predetermined position on the lower side of the transfer guide 281, the switch of the first position detecting unit 297 or the second position detecting unit 298 is turned on, thereby stopping the movement of the transfer frame 284. It can be.

이와 같이, 본 발명의 압출 커버와 캡슐을 자동으로 분리 및 결합할 수 있는 3차원 푸드 프린터는 캡슐을 고정하는 피스톤부와 이송 유닛 사이에 회전수단을 배치하여 캡슐과 압출 커버의 분리 및 결합을 용이하게 할 수 있도록 한 효과가 있다.As such, the three-dimensional food printer capable of automatically separating and combining the extrusion cover and the capsule of the present invention facilitates the separation and coupling of the capsule and the extrusion cover by disposing a rotating means between the piston unit fixing the capsule and the transfer unit. There is an effect.

또한, 본 발명의 압출 커버와 캡슐을 자동으로 분리 및 결합할 수 있는 3차원 푸드 프린터는 압출 커버에 회전수단을 배치하여 압출 커버와 캡슐을 용이하게 분리 및 결합할 수 있도록 한 효과가 있다.In addition, the three-dimensional food printer capable of automatically separating and combining the extrusion cover and the capsule of the present invention has an effect of easily separating and combining the extrusion cover and the capsule by disposing a rotating means on the extrusion cover.

또한, 본 발명의 압출 커버와 캡슐을 자동으로 분리 및 결합할 수 있는 3차원 푸드 프린터는 3차원 푸드 프린터를 구성하는 구성부들을 작업자의 수작업 없이 시스템적으로 수행할 수 있도록 함으로써 푸드 프린터의 손상을 방지하고 식재료의 보충 및 교환을 신속하게 할 수 있도록 한 효과가 있다.In addition, the three-dimensional food printer capable of automatically separating and combining the extruded cover and capsule of the present invention prevents damage to the food printer by allowing the components constituting the three-dimensional food printer to be performed systematically without manual labor of the operator. There is an effect of quickly replenishing and exchanging ingredients.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 압출기(250)에 배치되는 피스톤부(252)는 바(bar) 형태의 샤프트(252a)와, 샤프트(252a) 일측에 배치되는 패킹부(252b)와, 샤프트(252a) 타측에 배치되는 제2 고정판(252c)과 제2 고정판(252c) 상에 배치된 제2 마그네틱부(252d)를 포함한다. 샤프트(252a)의 일측에 배치되는 패킹부(252b)는 캡슐(256)의 내부에 삽입되어 액상의 초콜릿에 압력을 전달하는 기능을 한다. 또한, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 압출기(250)의 피스톤부(252)를 이송 유닛(280)에 얼라인 하여 고정하기 위해 피스톤부(252)의 일측에 제2 고정판(252c)과 제2 마그네틱부(252d)가 배치된다.8 to 10, the piston unit 252 disposed in the extruder 250 includes a bar-shaped shaft 252a, a packing unit 252b disposed on one side of the shaft 252a, and a second fixing plate 252c disposed on the other side of the shaft 252a and a second magnetic part 252d disposed on the second fixing plate 252c. The packing part 252b disposed on one side of the shaft 252a is inserted into the capsule 256 and functions to transmit pressure to the liquid chocolate. In addition, in the three-dimensional food printer 100 of the present invention, a second fixing plate 252c and a second magnetic part 252d are disposed on one side of the piston part 252 to align and fix the piston part 252 of the extruder 250 to the transfer unit 280.

전술한 바와 같이, 제2 마그네틱부(252d)는 제1 마그네틱부(282b)와 함께 캡슐(256)을 회전시키는 역할을 하지만, 피스톤부(252)를 이송 유닛(280)에 체결할 때, 별도의 얼라인 공정 없이 자력에 의해 고정하는 기능을 한다.As described above, the second magnetic part 252d serves to rotate the capsule 256 together with the first magnetic part 282b, but when the piston part 252 is fastened to the transfer unit 280, it functions to fix by magnetic force without a separate alignment process.

따라서, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는, 피스톤부(252)의 타측에 배치된 제2 고정판(252c)과 제2 마그네틱부(252d)는 이송 유닛(280)의 제1 고정판(282a) 상에 배치된 제1 마그네틱부(282b)와 체결된다. 즉, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는, 압출기(250)가 이송 유닛(280)으로부터 용이하게 탈착될 수 있도록 자기력 고정 방식을 이용한다.Therefore, in the 3D food printer 100 of the present invention, the second fixing plate 252c and the second magnetic part 252d disposed on the other side of the piston unit 252 are the first fixing plate of the transfer unit 280. ( 282a) It is engaged with the first magnetic part 282b disposed on. That is, the three-dimensional food printer 100 of the present invention uses a magnetic fixing method so that the extruder 250 can be easily detached from the transfer unit 280.

따라서, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 압출기(250)의 제2 고정판(252c) 상에 복수의 자성체들로 구성된 제2 마그네틱부(252d)를 배치한다. 제2 마그네틱부(252d)를 구성하는 복수의 자성체들은 제1 마그네틱부(282b)를 구성하는 자성체들과 1:1 대응되도록 배치될 수 있다. Therefore, the 3D food printer 100 of the present invention disposes the second magnetic part 252d composed of a plurality of magnetic materials on the second fixing plate 252c of the extruder 250. The plurality of magnetic bodies constituting the second magnetic part 252d may be arranged in a 1:1 correspondence with the magnetic bodies constituting the first magnetic part 282b.

본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 제1 모터(288)의 동력이 동력 벨트(171)를 통해 제 2회전부(270b)에 전달되면 이송 프레임(284)은 이송 기어부(282)를 따라 상하로 이동한다. 따라서, 이송 프레임(284)의 이동에 따라 이송 프레임(284)과 체결된 압출기(250)의 피스톤부(252)는 상하 이동을 하면서 캡슐(256)에 있는 식재료를 외부로 압출시킨다. 이와 같이, 피스톤부(252)가 상하로 이동하면 패킹부(252b)가 캡슐(256) 내부에 채워진 초콜릿에 압력을 가하는 방식으로 3차원 푸드 프린팅 작업이 진행된다.In the 3D food printer 100 of the present invention, when the power of the first motor 288 is transmitted to the second rotation unit 270b through the power belt 171, the transfer frame 284 moves up and down along the transfer gear unit 282. Accordingly, as the transport frame 284 moves, the piston unit 252 of the extruder 250 coupled with the transport frame 284 extrudes the ingredients in the capsule 256 to the outside while moving up and down. In this way, when the piston unit 252 moves up and down, the packing unit 252b applies pressure to the chocolate filled inside the capsule 256, so that the 3D food printing operation proceeds.

이때, 캡슐(256)은 몸체부(256b)와, 몸체부(256b) 전방에 배치된 노즐체결부(256a)와, 몸체부(256b)의 상부에 배치된 캡슐체결부(256c)를 포함한다. 몸체부(256b)는 내부가 비어 있는 원통형 구조로 형성되고, 액상의 초콜릿이 채워지는 공간이다. 노즐체결부(256a)는 액상 상태의 초콜릿을 냉각 베이스 장치(120) 상에 압출 또는 디스펜스 하기 위한 노즐(277)이 체결된다.At this time, the capsule 256 includes a body portion 256b, a nozzle fastening portion 256a disposed in front of the body portion 256b, and a capsule fastening portion 256c disposed above the body portion 256b. The body portion 256b is formed in a cylindrical structure with an empty inside and is a space filled with liquid chocolate. The nozzle fastening part 256a is fastened with a nozzle 277 for extruding or dispensing liquid chocolate onto the cooling base device 120 .

또한, 캡슐(256)은 압출 커버(251)와 체결을 위해 상부에 캡슐체결부(256c)가 형성된다. 캡슐(256)은 피스톤부(252)가 삽입되어 있고 피스톤부(252)의 패킹부(252b)에 의해 일정한 힘으로 고정되어 있어 피스톤부(252)를 회전하여 압출 커버(251)에 체결된다. 즉, 캡슐(256)의 캡슐체결부(256c)와 이와 대응하는 압출 커버(251)의 내측면은 나사산 결합을 할 수 있도록 나사산들이 형성될 수 있다.In addition, the capsule 256 has a capsule fastening portion 256c formed thereon for fastening with the extruded cover 251 . In the capsule 256, the piston part 252 is inserted and fixed with a constant force by the packing part 252b of the piston part 252, so that the piston part 252 rotates and is fastened to the extrusion cover 251. That is, threads may be formed between the capsule fastening portion 256c of the capsule 256 and the inner surface of the extruded cover 251 corresponding to the capsule 256 so as to be threaded.

일부 실시예에서, 사용자가 직접 캡슐(256)을 회전시켜 캡슐체결부(256c)와 이와 대응하는 압출 커버(251)의 내측면이 나사 결합이 되도록 하여 캡슐(256)이 압출 커버(251)에 삽입되어 고정되도록 할 수 있고, 사용자가 직접 캡슐(256)을 반대 방향으로 회전시켜 캡슐체결부(256c)와 이와 대응하는 압출 커버(251)의 내측면의 나사 결합을 해제시킴으로써 캡슐(256)이 압출 커버(251)로부터 분리 가능한 형태가 되도록 할 수 있다. 이 경우, 실시예는 캡슐(256)과 압출 커버(251) 상호간의 분리 및 결합을 위한 자기력 제공수단(500)이 생략될 수 있다. 그러나, 캡슐(256)과 압출 커버(251) 사이의 결합 또는 분리의 자동화를 위하여 특히, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 작업자 또는 사용자의 체결 작업 없이 자동으로 캡슐(256)을 회전시켜 캡슐(256)과 압출 커버(251)를 체결할 수 있도록 자기력 제공수단(500)을 배치하였다.In some embodiments, a user may directly rotate the capsule 256 so that the capsule fastening part 256c and the corresponding inner surface of the extruded cover 251 are screwed together so that the capsule 256 is inserted into the extruded cover 251 and fixed. 6) may be formed to be separable from the extruded cover 251. In this case, in the embodiment, the magnetic force providing unit 500 for separation and coupling between the capsule 256 and the extruded cover 251 may be omitted. However, in order to automate the coupling or separation between the capsule 256 and the extrusion cover 251, in particular, the 3D food printer 100 of the present invention automatically rotates the capsule 256 without an operator or user's fastening operation. The magnetic force providing means 500 is disposed so that the capsule 256 and the extrusion cover 251 can be fastened.

자기력 제공수단(500)은 피스톤부(252)에 배치된 제2 마그네틱부(252d)와 제1 마그넥티부(282b)를 회전자로 하고, 제1 및 제2 마그네틱부(282b, 252d)를 회전시키기 위해 제1 및 제2 마그네틱부(282b, 252d)의 둘레를 따라 배치된 스테이터(352)와, 스테이터(352)의 내면을 따라 소정의 간격으로 배치된 돌출부(353)와, 돌출부(353)에 배치된 코일(353a)을 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)에 배치되는 자기력 제공수단(500)은 제2 마그네틱부(252d)를 구성하는 자성체들이 스테이터(352)의 중앙을 기준으로 부채꼴 형태로 복수개가 배치된다. 제2 마그네틱부(252d)는 복수의 자성체로 구성되고 인접한 자성체들과 분리될 수 있도록 소정의 간격을 두고 배치된다. 제1 마그네틱부(282b)를 구성하는 자성체들도 제2 마그네틱부(252d)를 구성하는 자성체들과 대응되도록 형태와 개수가 설정될 수 있다.The magnetic force providing means 500 uses the second magnetic part 252d and the first magnetic part 282b disposed on the piston part 252 as rotors, and the stator 352 disposed along the circumference of the first and second magnetic parts 282b and 252d to rotate the first and second magnetic parts 282b and 252d, and the stator 352 disposed at a predetermined interval along the inner surface of the stator 352. and a protruding portion 353, and a coil 353a disposed on the protruding portion 353. As shown in FIG. 10, in the magnetic force providing means 500 disposed in the 3D food printer 100 of the present invention, the magnetic materials constituting the second magnetic part 252d are fan-shaped based on the center of the stator 352. A plurality of them are arranged. The second magnetic part 252d is composed of a plurality of magnetic bodies and is disposed at a predetermined interval so as to be separated from adjacent magnetic bodies. The shape and number of the magnetic bodies constituting the first magnetic unit 282b may also be set to correspond to the magnetic bodies constituting the second magnetic unit 252d.

제2 마그네틱부(252d)와 마주하는 스테이터(352)의 내면에는 복수의 코일(353a)이 이격배치되어 있어, 코일(353a)에서 발생하는 자기력선에 의해 제2 마그넥티부(252d)는 일정한 방향으로 회전한다. 이와 같이, 제2 마그네틱부(252d)가 회전하면 제2 마그네틱부(252d)와 연결된 피스톤부(252)가 회전하면서 캡슐(256)은 압출 커버(251)에 고정되거나 분리될 수 있다.A plurality of coils 353a are spaced apart from each other on the inner surface of the stator 352 facing the second magnetic part 252d, and the second magnetic part 252d rotates in a certain direction by lines of magnetic force generated from the coils 353a. As such, when the second magnetic part 252d rotates, the piston part 252 connected to the second magnetic part 252d rotates, and the capsule 256 may be fixed to or separated from the extruded cover 251 .

도 12에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 따르면 작업자가 피스톤부(252)를 제1 고정판(282a)로부터 분리한 후, 수작업으로 캡슐(256)을 압출 커버(251)에 고정하거나 분리할 수 있다.As shown in FIG. 12 , according to some embodiments, after a worker separates the piston unit 252 from the first fixing plate 282a, the capsule 256 may be manually fixed to or separated from the extrusion cover 251.

다른 측면에서, 자동화를 위하여 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 자기력 제공수단(500)의 동작에 의해 캡슐(256)과 압출 커버(251)를 서로 체결하거나 분리할 수 있는 효과가 있다.In another aspect, for automation, the 3D food printer 100 of the present invention has an effect of fastening or separating the capsule 256 and the extrusion cover 251 by the operation of the magnetic force providing means 500.

일부 실시예에서 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는, 캡슐(256)을 압출 커버(251)로부터 분리하거나 고정하기 위해 제2 회전수단(600)을 배치하였다. 제2 회전수단(600)은 압출 커버(251)를 감싸면서 고정할 수 있는 원통형 바디부(600a)와, 원통형 바디부(600a)의 일측에 원통형 바디부(600a)의 직경보다 큰 제1 고리부(600c)와, 제1 고리부(600c)와 대응되는 제2 고리부(600d)와, 제1 및 제2 고리부(600b, 600c) 사이에 삽입되어 제1 고리부(600c)와 고정되는 회전기어플레이트(600b)와, 제1 및 제2 고리부(600c, 600d)의 하측에 배치되어 제2 고리부(600c)에 동력을 전달하는 회전동력부(600e)를 포함한다.In some embodiments, as shown in FIGS. 14 to 17, the 3D food printer 100 of the present invention has a second rotating means 600 to separate or fix the capsule 256 from the extrusion cover 251. Arranged. The second rotating means 600 is inserted between a cylindrical body portion 600a that can surround and fix the extruded cover 251, a first ring portion 600c having a diameter greater than the diameter of the cylindrical body portion 600a at one side of the cylindrical body portion 600a, a second ring portion 600d corresponding to the first ring portion 600c, and the first and second ring portions 600b and 600c. A rotating gear plate 600b fixed to the first ring portion 600c, and a rotational power unit 600e disposed below the first and second ring portions 600c and 600d to transmit power to the second ring portion 600c.

회전기어플레이트(600d)는 제1 고리부(600c)와 제2 고리부(600d) 사이에 삽입 배치되기 위해 소정의 곡률을 갖는 유선형 구조로 형성되며, 일면에는 제1 나사산패턴(P1)이 형성된다. 또한, 회전기어플레이트(600d)는 고정 지지부(253)와 일체로 형성되거나 고정 지지부(253)에 고정되어 배치될 수 있다.The rotary gear plate 600d is formed in a streamlined structure having a predetermined curvature to be inserted between the first ring portion 600c and the second ring portion 600d, and a first thread pattern P1 is formed on one side. In addition, the rotary gear plate 600d may be integrally formed with the fixed support 253 or fixed to the fixed support 253.

회전수단(600)의 제2 고리부(600d)는 회전기어플레이트(600b)의 제1 나사산패턴(P1)과 마주하는 내면을 따라 제2 나사산패턴(P2)이 형성된다. 따라서, 회전수단(600)에 배치된 회전동력부(600e)에 의해 제2 고리부(600d)가 회전하면 제2 고리부(600d)와 맞물려 있는 회전기어플레이트(600b)에 회전력인 전달된다.The second ring portion 600d of the rotating means 600 has a second thread pattern P2 formed along an inner surface facing the first thread pattern P1 of the rotating gear plate 600b. Therefore, when the second ring portion 600d is rotated by the rotational power unit 600e disposed in the rotating means 600, rotational force is transmitted to the rotation gear plate 600b engaged with the second ring portion 600d.

회전기어플레이트(600b)는 전술한 바와 같이, 제1 고리부(600c)에 고정되어 있고 원통형 바디부(600a) 역시 압출 커버(251) 외면에 고정되어 있어 압출 커버(251)가 회전을 하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 회전수단(600)에 의해 압출 커버(251)를 회전시키는 방식으로 압출 커버(251)와 캡슐(256)을 분리하거나 고정할 수 있다.As described above, the rotating gear plate 600b is fixed to the first ring portion 600c and the cylindrical body portion 600a is also fixed to the outer surface of the extruded cover 251 so that the extruded cover 251 rotates. In this way, the three-dimensional food printer 100 of the present invention can separate or fix the extrusion cover 251 and the capsule 256 in a manner in which the extrusion cover 251 is rotated by the rotating means 600.

도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)의 캡슐(256)에는 피스톤부(252)가 삽입되고, 타측의 노즐체결부(256a)에는 노즐(277)이 체결된다.11A to 11C, the piston part 252 is inserted into the capsule 256 of the 3D food printer 100 of the present invention, and the nozzle 277 is fastened to the nozzle fastening part 256a on the other side.

피스톤부(252)의 패킹부(252b)는 캡슐(256)의 내측과 체결되는데, 패킹부(252b)는 캡슐(256)의 액상 초콜릿에 압력을 전달할 수 있도록 완전히 고정되지 않는다. 하지만, 패킹부(252b)와 캡슐(256)은 소정의 힘을 가하지 않는 경우에는 고정상태를 유지해야 하기 때문에 패킹부(252b)가 위치하는 영역에서 캡슐(256)과 일정한 힘으로 고정된다.The packing part 252b of the piston part 252 is fastened to the inside of the capsule 256, but the packing part 252b is not completely fixed to transmit pressure to the liquid chocolate of the capsule 256. However, since the packing part 252b and the capsule 256 must be kept fixed when a predetermined force is not applied, the packing part 252b is fixed with the capsule 256 with a certain force.

따라서, 피스톤부(252)의 회전만으로 캡슐(256)의 캡슐체결부(256c)에 형성된 나사산과 압출 커버(251)의 내면에 형성된 나사산의 결합과 분리가 가능하다.Therefore, it is possible to couple and separate the screw thread formed on the capsule fastening part 256c of the capsule 256 and the screw thread formed on the inner surface of the extruded cover 251 only by the rotation of the piston unit 252 .

한편, 도 11a 내지 도 11d에서 제2 마그넥티부(252d)의 상부면이 평평한 것으로 도시되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 도 9에서의 제2 마그넥티부(252d)부와 같이 상부면에는 제1 마그네틱부(282b)의 제1 고정판(282a) 상의 복수의 자성체들과 대응하는 형태의 복수의 자성체들이 마련될 수 있다.Meanwhile, although the upper surface of the second magnetic part 252d is illustrated as being flat in FIGS. 11A to 11D, it is not limited thereto, and a plurality of magnetic materials corresponding to the plurality of magnetic materials on the first fixing plate 282a of the first magnetic part 282b may be provided on the upper surface, as in the second magnetic part 252d in FIG. 9.

도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 압출 커버와 캡슐을 자동으로 분리 및 결합할 수 있는 3차원 푸드 프린터(100)는, 압출 커버(251)와 캡슐(256)의 분리 및 결합을 위해 회전수단(600)을 배치한다.14 to 17, the three-dimensional food printer 100 capable of automatically separating and combining the extrusion cover and the capsule of the present invention separates and combines the extrusion cover 251 and the capsule 256. The rotating means 600 is disposed.

회전수단(600)은, 압출 커버(251)를 감싸면서 고정할 수 있는 원통형 바디부(600a)와, 상기 원통형 바디부(600a)의 일측에 배치되고, 원통형 바디부(600a)의 직경보다 큰 제1 및 제2 고리부(600c, 600d)와, 상기 제1 및 제2 고리부(600c, 600d) 사이에 배치되는 회전기어플레이트(600b)와, 상기 제2 고리부(600d)에 동력을 전달하는 회전동력부(600e)를 포함한다.The rotating means 600 includes a cylindrical body portion 600a capable of fixing while surrounding the extruded cover 251, first and second ring portions 600c and 600d disposed on one side of the cylindrical body portion 600a and larger than the diameter of the cylindrical body portion 600a, and a rotating gear plate 600b disposed between the first and second ring portions 600c and 600d, and a rotational power unit 600e for transmitting power to the second ring unit 600d.

또한, 회전기어플레이트(600b)는 제1 고리부(600c)에 고정되고, 회전기어플레이트(600b)는 제2 고리부(600d)의 내면과 마주하는 면에 복수의 나사산 패턴들이 형성된다. 제2 고리부(600d)는 회전기어플레이트(600b)의 나사산 패턴들과 마주하는 면에 복수의 나사산 패턴들이 형성되어 회전기어플레이트(600b)와 제2 고리부(600d)가 결합 및 회전할 수 있도록 하였다.In addition, the rotation gear plate 600b is fixed to the first ring portion 600c, and a plurality of thread patterns are formed on the surface of the rotation gear plate 600b facing the inner surface of the second ring portion 600d. The second ring portion 600d has a plurality of thread patterns formed on the surface facing the thread patterns of the rotation gear plate 600 b so that the rotation gear plate 600 b and the second ring portion 600 d can be coupled and rotated.

또한, 회전수단(600)과 이송 유닛(280) 사이에는 고정 지지부(253)가 배치되고, 고정 지지부(253)의 일측은 회전수단(600)의 회전기어플레이트(600b)와 고정된다. 회전기어플레이트(600b)는 제1 고리부(600c)의 둘레를 따라 고정배치되기 위해 소정의 곡률을 갖는 유선형 구조로 형성될 수 있다.In addition, a fixed support part 253 is disposed between the rotation means 600 and the transfer unit 280, and one side of the fixed support part 253 is fixed to the rotation gear plate 600b of the rotation means 600. The rotating gear plate 600b may be formed in a streamlined structure having a predetermined curvature to be fixedly disposed along the circumference of the first ring portion 600c.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 푸드 프린터(100)는 도 13a 및 도 13b와 달리 회전수단(600)의 회전에 의해 압출 커버(251)가 회전되고, 압출 커버(251)의 회전에 의해 압출 커버(251)와 캡슐(256)이 서로 분리되거나 결합되는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 17, in the three-dimensional food printer 100 of the present invention, unlike FIGS. 13A and 13B, the extrusion cover 251 is rotated by the rotation of the rotating means 600, and the extrusion cover 251 is rotated. It can be seen that the extrusion cover 251 and the capsule 256 are separated or coupled to each other.

도 18 및 도 19는 압출 시스템을 통해 냉각 베이스 장치 상에서 푸드를 성형하는 것을 나타낸 개략도이다. 도 20 및 도 21은 냉각 베이스 장치의 동작을 설명하기 위한 냉각 베이스 장치의 단면과 압출 시스템 그리고 푸드를 나타낸 것이다.18 and 19 are schematic diagrams showing food shaping on a cooling base device via an extrusion system. 20 and 21 show a cross section of the cooling base device, an extrusion system, and food for explaining the operation of the cooling base device.

도 18 내지 도 21을 참조하면, 냉각 베이스 장치(120)는 외형을 구성하는 프레임부(121), 프레임부(121)의 상부면의 중앙 영역을 구성하는 이동플레이트(124), 이동플레이트(124)의 높이를 조절하기 위한 높이조절장치(125) 및 프레임부(121)에 수납된 냉각공기생성부(126)를 구비한다.18 to 21, the cooling base device 120 includes a frame portion 121 constituting an external shape, a movable plate 124 constituting a central region of an upper surface of the frame portion 121, a height adjusting device 125 for adjusting the height of the movable plate 124, and a cooling air generator 126 housed in the frame portion 121.

프레임부(121)는 이송부(140)에 설치되고, 이송부(140)에 의해 평면 영역 상에서 다양한 방향으로 이동할 수 있다.The frame unit 121 is installed on the transfer unit 140 and can be moved in various directions on a plane area by the transfer unit 140 .

프레임부(121)의 상부면 중 중앙 영역은 개구되고, 개구 영역에 이동플레이트(124)가 설치될 수 있다. 그리고, 이동플레이트(124)의 초기 최초 위치에서 이동플레이트(124)와 프레임부(121)의 상부면은 동일 평면을 형성할 수 있다. A central area of the upper surface of the frame unit 121 may be opened, and a moving plate 124 may be installed in the opening area. Also, at the initial position of the moving plate 124, the moving plate 124 and the top surface of the frame unit 121 may form the same plane.

프레임부(121)의 상부면의 가장자리를 영역에는 냉각송풍부(122)가 설치될 수 있다.A cooling blower 122 may be installed at the edge of the upper surface of the frame unit 121 .

냉각송풍부(122)는 프레임부(121)의 상부면의 가장자리를 둘러싸는 형태로 위치할 수 있다.The cooling blower 122 may be positioned in a form surrounding an edge of an upper surface of the frame unit 121 .

냉각송풍부(122)는 제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224)로 구성될 수 있다. 이들 각각은 서로 독립적으로 냉각 공기를 출력할 수 있다.The cooling blower 122 may include first to fourth coolant blowers 1221 , 1222 , 1223 , and 1224 . Each of these can output cooling air independently of each other.

냉각공기생성부(126)는 예시적으로 펠티어 소자를 포함할 수 있다. The cooling air generator 126 may illustratively include a Peltier element.

냉각공기생성부(126)는 상부면에 위치한 이동플레이트(124)의 하부면을 향해 냉각 공기를 출력할 수 있다. 따라서, 이동플레이트(124)는 냉각됨으로써 이동플레이트(124)의 상부면으로 출력된 출력물을 빠르게 경화시킴과 동시에 성형이 완성된 식품이 이동플레이트(124)의 상부면으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 한다. The cooling air generator 126 may output cooling air toward the lower surface of the moving plate 124 located on the upper surface. Therefore, the movable plate 124 is cooled so that the output printed on the upper surface of the movable plate 124 is quickly cured and at the same time, the molded food can be easily separated from the upper surface of the movable plate 124 .

또한, 냉각공기생성부(126)는 제어부(130)의 제어에 따라 제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224) 중 어느 하나의 냉각송풍부로 냉각 공기를 제공할 수 있다.In addition, the cooling air generator 126 may supply cooling air to any one of the first to fourth cooling blower units 1221 , 1222 , 1223 , and 1224 under the control of the control unit 130 .

제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224) 각각은 프레임부(121)의 중앙에 배치된 성형 중인 푸드에 냉각 공기를 독립적으로 송출할 수 있다.Each of the first to fourth cooling blower units 1221 , 1222 , 1223 , and 1224 may independently send cooling air to the food being molded disposed in the center of the frame unit 121 .

제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224) 각각에는 독립적으로 제어 가능한 냉각 공기 출력 방향을 제어하는 날개부(123)가 설치될 수 있다. 날개부(123)의 회전 각도에 따라 냉각 공기의 출력 방향을 조절될 수 있다.Each of the first to fourth cooling blower units 1221 , 1222 , 1223 , and 1224 may be provided with wing units 123 that control independently controllable cooling air output directions. The output direction of the cooling air may be adjusted according to the rotational angle of the wings 123 .

제어부(130)는 푸드를 성형하는 과정에서 주기적으로 압출 시스템(200)의 노즐(277)이 현재 프레임부(121) 상측에서의 위치를 검출할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어부(130)는 푸드의 성형을 위한 3D 데이터를 이용하여 푸드 성형 과정 중 주기적으로 노즐(277)의 현재 위치를 검출할 수 있다.The control unit 130 may periodically detect the current position of the nozzle 277 of the extrusion system 200 above the frame unit 121 in the process of shaping the food. In some embodiments, the controller 130 may periodically detect the current position of the nozzle 277 during the food molding process by using 3D data for food molding.

제어부(130)는 노즐(277)의 위치를 검출한 후, 냉각 공기를 배출할 냉각송풍부 선택 동작을 수행할 수 있다. 노즐(277)의 위치는 주기적으로 검출되므로, 선택 동작 또한 주기적으로 수행될 수 있다.After detecting the position of the nozzle 277, the control unit 130 may perform an operation of selecting a cooling blower to discharge cooling air. Since the position of the nozzle 277 is periodically detected, the selection operation can also be performed periodically.

일부 실시예에서, 제어부(130)는 푸드의 성형을 위한 3D 데이터를 이용하게 되므로, 3D 데이터에 따른 노즐(277)의 위치를 사전에 파악할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 성형 전체 과정에서 노즐(277)과 최인접한 냉각송풍부에 대한 정보를 미리 검출할 수도 있다.In some embodiments, since the controller 130 uses 3D data for molding food, the position of the nozzle 277 according to the 3D data can be determined in advance. Accordingly, the controller 130 may detect information about the cooling blower closest to the nozzle 277 in advance during the entire molding process.

제어부(130)는 푸드를 성형할 때 제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224) 중에서 현재의 압출 시스템(200)의 노즐(277)(도 11a에서의 노즐(277))과 최인접한 냉각송풍부를 선택하고, 선택된 냉각송풍부에서만이 냉각 공기가 출력되도록 할 수 있다. 만약, 압출 시스템(200)의 노즐(277)과 최인접한 냉각송풍부가 복수개인 경우, 다음 시점에서의 노즐(277)의 위치에 따라 선택될 냉각송풍부와 최인접한 냉각송풍구에서 냉각 공기가 출력되도록 할 수 있다.When molding food, the control unit 130 may select a cooling blowing unit closest to the nozzle 277 (nozzle 277 in FIG. 11A) of the current extrusion system 200 from among the first to fourth cooling blowing units 1221, 1222, 1223, and 1224, and output cooling air only from the selected cooling blowing unit. If there are a plurality of cooling blower units closest to the nozzle 277 of the extrusion system 200, cooling air may be output from the cooling blower closest to the cooling blower to be selected according to the position of the nozzle 277 at the next time point.

예를 들어, 현재 시점에서의 노즐(277)과 최인접한 냉각송풍구가 제1 및 제3 냉각송풍부(1221, 1223)이고, 다음 시점에서의 노즐(2770과 최인접한 냉각송풍구가 제4 냉각송풍부(1224)인 경우, 제4 냉각송풍부(1224)와 최인접한 제1 냉각송풍부(1221)에서 냉각 공기가 출력되도록 할 수 있다.For example, when the cooling outlet closest to the nozzle 277 at the current time point is the first and third cooling air outlets 1221 and 1223, and the cooling outlet closest to the nozzle 2770 at the next time point is the fourth cooling blower 1224, cooling air may be output from the first cooling air blower 1221 closest to the fourth cooling blower 1224.

만약, 현재 시점에서의 노즐(277)과 최인접한 냉각송풍구가 제1 및 제2 냉각송풍부(1221, 1222)이고, 다음 시점에서의 노즐(2770과 최인접한 냉각송풍구가 제2 냉각송풍부(1222) 또는 제4 냉각송풍부(1224)인 경우, 제1 및 제2 냉각송풍부(1221, 1222) 모두 제2 냉각송풍부(1222) 또는 제4 냉각송풍부(1224)와 최인접하게 된다. 즉, 다음 시점에서의 노즐(277)의 위치에 따라 선택될 냉각송풍부와 최인접한 냉각송풍구가 복수개인 경우, 이들 중 이전 시점에서 냉각 공기를 출력했던 냉각송풍부에서 냉각 공기가 출력되도록 할 수 있다. 만약, 최인접한 냉각송풍부 중 현재 냉각 공기를 출력 중인 냉각송풍부가 없는 경우, 냉각 공기를 출력할 임의의 어느 하나의 냉각송풍부를 선택할 수 있다.If the cooling outlet closest to the nozzle 277 at the current time point is the first and second cooling blower units 1221 and 1222, and the cooling outlet closest to the nozzle 2770 at the next time point is the second cooling blower unit 1222 or the fourth cooling blower unit 1224, both the first and second cooling blower units 1221 and 1222 are the second cooling blower unit 12 22) or the fourth cooling blower 1224. That is, when there are a plurality of cooling blower outlets that are closest to the cooling blower to be selected according to the position of the nozzle 277 at the next point in time, cooling air can be output from the cooling blower that outputs cooling air at the previous point in time. If there is no cooling blower currently outputting cooling air among the nearest cooling blower units, any one cooling blower to output cooling air can be selected. .

실시예는, 노즐(277)의 현재 및 다음 시점에서의 위치를 고려하여 제1 내지 제4 냉각송풍부(1221, 1222, 1223, 1224) 중에서 냉각 공기를 출력할 냉각송풍부를 선택함으로써, 성형 영역에 냉각 공기가 집중될 수 있도록 유도함으로써 성형 식품의 경화를 신속히 진행하여 성형 식품의 품질을 높일 수 있다.In the embodiment, by selecting a cooling blower to output cooling air from among the first to fourth cooling blower units 1221, 1222, 1223, and 1224 in consideration of the position of the nozzle 277 at the present and next time points, the cooling air is concentrated in the molding area, thereby rapidly curing the molded food and improving the quality of the molded food.

또한, 제어부(130)는 냉각 공기를 출력할 냉각송풍부를 선택하고, 이동플레이트(124)의 상부면으로부터의 노즐(277)의 높이에 따라 선택된 냉각송풍부의 날개부(123)를 제어할 수 있다. 상세하게, 식품의 성형에 따라 적층 높이가 높아지는 경우, 날개부(123)를 제어하여 냉각 공기가 출력되는 높이를 조절함으로써 노즐(277)로부터 출력물이 적층될 때 빠르게 경화될 수 있도록 할 수 있다.In addition, the control unit 130 may select a cooling blower to output cooling air and control the wings 123 of the selected cooling blower according to the height of the nozzle 277 from the upper surface of the moving plate 124 . In detail, when the stacking height increases according to the molding of the food, by controlling the wing unit 123 to adjust the output height of the cooling air, it is possible to quickly cure the output from the nozzle 277 when stacking.

또한, 제어부(130)는 식품의 성형 전 미리 입력된 베이스 식품의 높이 정보에 기초하여 이동플레이트(124)의 초기 높이를 조절할 수 있다.In addition, the controller 130 may adjust the initial height of the moving plate 124 based on previously input height information of the base food before forming the food.

베이스 식품은 기 가공된 식품으로써, 예를 들어 무지케익 상부면에 실시예를 이용하여 초콜릿 장식을 하는 경우, 해당 무지케익이 베이스 식품이다.The base food is a pre-processed food, for example, when chocolate is decorated on the upper surface of the ignorant cake using the embodiment, the ignorant cake is the base food.

베이스 식품의 높이가 높은 경우, 냉각송풍부(122)에서 출력된 냉각 공기가 베이스 식품의 측면이나 상부 표면으로만 집중될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 이동플레이트(124)의 높이를 낮춤으로써 베이스 식픔의 높이를 낮출 수 있고, 냉각송풍부(122)에서 출력된 냉각 공기가 베이스 식품 상부면에서 성형되는 출력물에 집중적으로 공급될 수 있도록 한다.When the height of the base food is high, the cooling air output from the cooling blower 122 may be concentrated only on the side surface or upper surface of the base food. To prevent this, the height of the base food can be lowered by lowering the height of the moving plate 124, and the cooling air output from the cooling blower 122 can be intensively supplied to the output product formed on the upper surface of the base food.

한편, 실시예를 설명함에 있어서, 냉각 베이스 장치(120)가 냉각 공기를 출력하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고 온풍 공기를 출력하고 온풍 공기에 따라 이동플레이트(124)의 상부면이 소정의 온도 이상으로 가열될 수도 있다.On the other hand, in the description of the embodiment, it has been described that the cooling base device 120 outputs cooling air, but is not limited thereto, and outputs warm air, and the upper surface of the moving plate 124 may be heated to a predetermined temperature or higher according to the warm air.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes generated by a compiler. A hardware device may be modified with one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific implementations described in the present invention are examples and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, description of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection of lines or connection members between components shown in the drawings are functional connections and / or physical or circuit connections as an example, and in an actual device, various functional connections that can be replaced or added, physical connections, or circuit connections. In addition, if there is no specific reference such as "essential" or "important", it may not necessarily be a component necessary for the application of the present invention.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.In addition, the detailed description of the present invention described has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and technical scope of the present invention described in the claims to be described later. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

100: 3차원 푸드 프린터
101: 케이스
120: 냉각 베이스 장치
121: 프레임부
122: 냉각송풍부
123: 날개부
124: 이동플레이트
125: 높이조절장치
126: 냉각공기생성부
130: 제어부
140: 이송부
200: 압출 시스템
250: 압출기
251: 압출 커버
252: 피스톤부
255: 히팅부
256: 캡슐
277: 노즐
280: 이송 유닛
281: 이송 가이드
282: 이송 기어부
284: 이송 프레임
283: 동력 프레임
500: 자기력 제공수단
600: 회전수단100: 3D food printer
101: case
120: cooling base device
121: frame part
122: cooling blower
123: wing part
124: moving plate
125: height adjustment device
126: cooling air generating unit
130: control unit
140: transfer unit
200: extrusion system
250: extruder
251: extrusion cover
252: piston part
255: heating unit
256: capsule
277: nozzle
280: transfer unit
281: transport guide
282: transfer gear unit
284: transport frame
283: motorized frame
500: magnetic force providing means
600: rotation means

Claims

냉각 베이스 장치;
상기 냉각 베이스 장치를 X축, Y축 및 Z축 중 적어도 어느 하나의 축 방향으로 이동시키는 이송부; 및
상기 냉각 베이스 장치 상부에 배치되어 3차원 푸드 프린팅 공정을 수행하기 위한 압출기와 이송 유닛을 구비한 압출 시스템을 포함하고,
상기 압출기는,
압출 커버,
상기 압출 커버 내측에 삽입되어 상기 압출 커버와 결합되고 액상의 초콜릿을 수용하는 캡슐,
상기 캡슐에 설치되어 상기 액상의 초콜릿을 출력하는 노즐,
상기 캡슐의 내측에 삽입되어 상기 초콜릿에 압력을 전달하는 피스톤부,
상기 압출 커버의 하측에 배치되어 초콜릿을 히팅하는 히팅부,
상기 압출 커버의 하측에 상기 압출 커버의 측면의 적어도 일부 영역을 둘러싸며 상기 압출 커버의 양 측면에 결합하여 배치되고 지면과 평행한 제1 가상의 축과 상기 제1 가상의 축과 수직한 제2 가상의 축의 사이 범위 내에서 상기 압출 커버가 소정의 각도로 회전하도록 하는 회전수단 및
상기 회전수단에 일측이 고정되고 타측은 상기 이송 유닛에 고정되는 고정 지지부를 포함하고,
상기 이송 유닛은,
상기 피스톤부와 결합하는 이송 프레임,
상기 이송 프레임이 이동할 수 있는 이송 가이드와, 상기 이송 가이드 내부에 배치되어 상기 이송 프레임을 수직한 방향으로 이송시키는 이송 기어부,
상기 이송 프레임과 체결되는 동력 프레임,
상기 동력 프레임에 배치되어 상기 이송 프레임에 동력을 전달하는 모터, 및
상기 이송 가이드의 하측에 배치되어 상기 압출 커버가 상기 소정의 각도 범위 내에서 정 위치가 되도록 유도하기 위한 자기력을 제공하는 자기력 제공수단을 포함하고,
상기 이송 기어부는,
제1 고정판과 상기 제1 고정판 상에 적어도 하나의 자성체로 구성된 제1 마그네틱부가 배치되고,
상기 피스톤부는 샤프트, 상기 샤프트 일측에 배치되어 상기 캡슐의 액상 초콜릿에 압력을 전달하는 패킹부 및 상기 샤프트의 타측에 배치되어 상기 제1 마그네틱부와 자기적 결합을 위한 제2 고정판을 포함하고
상기 캡슐에는 캡슐체결부가 형성되고,
상기 압출 커버의 내측에는 상기 캡슐체결부와 대응하여 나사선이 형성되고,
상기 자기력 제공수단은 상기 이송 기어부와 피스톤부 사이에 배치되어 자기력에 의해 상기 캡슐을 회전시켜 상기 캡슐의 회전에 따라 나사선 결합으로 상기 캡슐과 상기 압출 커버의 고정 또는 분리가 되도록 하고,
상기 냉각 베이스 장치는 상기 노즐의 위치에 따라 냉각 공기의 출력을 제어하는
상기 냉각 베이스 장치는,
외형을 구성하는 프레임부 및
상기 프레임부의 상부면의 가장자리를 둘러싸며 설치된 냉각송풍부를 포함하고,
상기 냉각송풍부는 서로 독립적으로 냉각 공기를 출력하는 복수의 냉각송풍부를 포함하고,
주기적으로 상기 노즐의 위치를 검출하여 상기 복수의 냉각송풍부 중 어느 하나의 냉각송풍부에서 상기 냉각 공기가 출력되도록 하는
3차원 푸드 프린터.cooling base unit;
a transfer unit for moving the cooling base device in at least one of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions; and
An extrusion system disposed above the cooling base device and having an extruder and a transfer unit for performing a three-dimensional food printing process,
The extruder,
extrusion cover,
A capsule inserted inside the extruded cover, coupled to the extruded cover, and accommodating liquid chocolate;
a nozzle installed in the capsule to output the liquid chocolate;
A piston unit inserted inside the capsule to transmit pressure to the chocolate;
A heating unit disposed below the extruded cover to heat chocolate;
A rotating means for rotating the extrusion cover at a predetermined angle within a range between a first imaginary axis parallel to the ground and a second imaginary axis perpendicular to the first imaginary axis, which surrounds at least a portion of the side surface of the extrusion cover and is disposed coupled to both sides of the extrusion cover under the extrusion cover; and
A fixed support having one side fixed to the rotating means and the other side fixed to the transfer unit,
The transfer unit is
A transfer frame coupled to the piston unit;
A transfer guide through which the transfer frame is movable, and a transfer gear unit disposed inside the transfer guide to transfer the transfer frame in a vertical direction;
A power frame coupled to the transfer frame;
A motor disposed on the power frame to transmit power to the transfer frame, and
A magnetic force providing means disposed below the transfer guide to provide magnetic force for guiding the extruded cover to be in position within the predetermined angular range,
The transfer gear unit,
A first fixing plate and a first magnetic part made of at least one magnetic material are disposed on the first fixing plate,
The piston unit includes a shaft, a packing unit disposed on one side of the shaft to transmit pressure to the liquid chocolate of the capsule, and a second fixing plate disposed on the other side of the shaft for magnetic coupling with the first magnetic unit,
A capsule fastening portion is formed in the capsule,
A screw thread is formed on the inside of the extruded cover to correspond to the capsule fastening part,
The magnetic force providing means is disposed between the transfer gear unit and the piston unit to rotate the capsule by magnetic force so that the capsule and the extruded cover are fixed or separated by a screw thread according to the rotation of the capsule,
The cooling base device controls the output of cooling air according to the position of the nozzle.
The cooling base device,
A frame part constituting the exterior and
A cooling blower installed surrounding an edge of an upper surface of the frame unit,
The cooling blower unit includes a plurality of cooling blower units that output cooling air independently of each other;
Periodically detecting the position of the nozzle so that the cooling air is output from one of the plurality of cooling blower units
3D food printer.

삭제delete

제1 항에 있어서,
상기 냉각송풍부는 냉각 공기의 출력 방향을 조절하기 위한 날개부를 더 포함하고,
상기 날개부를 제어하여 상기 냉각 베이스 장치 상에서 식품의 적층 높이에 따라 상기 냉각 공기의 출력 방향을 조절하는
3차원 푸드 프린터.According to claim 1,
The cooling blower further includes a wing for adjusting an output direction of the cooling air,
Controlling the wings to adjust the output direction of the cooling air according to the stacking height of the food on the cooling base device
3D food printer.

제3 항에 있어서,
상기 프레임부의 상부면에는 중앙 영역이 개구된 개구 영역이 형성되고,
상기 냉각 베이스 장치는,
상기 개구 영역에 설치된 이동플레이트를 더 포함하고,
상기 이동플레이트 상에 위치한 베이스 식품의 높이에 기초하여 성형 전 상기 이동플레이트의 초기 높이를 조절하여 상기 냉각송풍부로부터의 냉각 공기가 상기 베이스 식품의 상부면에서 성형되는 식품에 제공될 수 있도록 하는
3차원 푸드 프린터.According to claim 3,
An opening region in which a central region is opened is formed on an upper surface of the frame unit,
The cooling base device,
Further comprising a moving plate installed in the opening area,
Adjusting the initial height of the moving plate before molding based on the height of the base food located on the moving plate so that cooling air from the cooling blower can be provided to the food being molded on the upper surface of the base food
3D food printer.

제3 항에 있어서,
주기적으로 상기 노즐의 위치를 검출하여 상기 복수의 냉각송풍부 중 상기 노즐과 최인접한 냉각송풍부가 복수개인 경우, 다음 시점에서의 노즐의 위치에서의 노즐과 최인접한 냉각송풍부에서 냉각 공기가 출력되도록 하는
3차원 푸드 프린터.According to claim 3,
Periodically detecting the position of the nozzle so that when there are a plurality of cooling blower units closest to the nozzle among the plurality of cooling blower units, cooling air is output from the cooling blower unit closest to the nozzle at the position of the nozzle at the next time point.
3D food printer.

삭제delete

제1 항에 있어서,
상기 피스톤부는 샤프트와, 상기 샤프트 일측에 배치되어 상기 캡슐의 액상 초콜릿에 압력을 전달하는 패킹부와, 상기 샤프트 타측에 배치되고 상기 이송 기어부에 배치된 제1 고정판 및 제1 마그네틱부와 체결되는 제2 고정판 및 상기 제2 고정판 상에 복수의 자성체들이 구성된 제2 마그네틱부를 포함하며,
상기 자기력 제공수단은 상기 제1 및 제2 마그네틱부를 회전자로 하고, 상기 제1 및 제2 마그네틱부 주위 둘레를 따라 배치된 스테이터와, 상기 스테이터에 배치된 복수의 코일들을 포함하고,
상기 제1 마그네틱부와 제2 마그네틱부의 자성체들은 서로 대응되어 체결되고, 상기 스테이터에 배치된 코일들에서 발생하는 자력에 의해 상기 피스톤부를 회전시켜 상기 피스톤부와 고정된 캡슐을 상기 압출 커버로부터 분리하거나 탈착할 수 있는
3차원 푸드 프린터.

According to claim 1,
The piston part includes a shaft, a packing part disposed on one side of the shaft and transmitting pressure to the liquid chocolate of the capsule, a first fixing plate disposed on the other side of the shaft and disposed on the transfer gear part, and a second fixing plate fastened to the first magnetic part, and a second magnetic part composed of a plurality of magnetic bodies on the second fixing plate;
The magnetic force providing means includes a stator having the first and second magnetic parts as rotors and disposed along a circumference of the first and second magnetic parts, and a plurality of coils disposed on the stator;
The magnetic bodies of the first magnetic part and the second magnetic part are fastened in correspondence with each other, and the piston part is rotated by the magnetic force generated from the coils disposed in the stator to separate or detach the piston part and the fixed capsule from the extruded cover.
3D food printer.