Marco De Angelis (TA)
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Extruder für Schokoladendrucker
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- Titel
- Extruder für Schokoladendrucker
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- Wenn man von 3D-Druckern spricht, denken viele Leute an Teile aus Kunststoff, die in unterschiedlichen Bereichen der Industrie verwendet werden. Dass aber auch Lebensmittel wie Schokolade mit einem Drucker verarbeitet werden können, überrascht die meisten.
Die vorliegende Arbeit behandelt die Konstruktion eines Extruders für Schokoladendrucker, welcher mit Pulver als Ausgangsstoff arbeiten kann, um den Schritt des vorgängigen Schmelzens der Schokolade zu umgehen. Damit das feste Pulver gefördert werden kann, wird eine Pumpe verwendet, die mittels 3D Druck hergestellt werden kann. Es handelt sich dabei um eine exzentrische Schneckenpumpe mit einem Hypozykloidenquerschnitt. Das Schmelzen der Schokolade soll während dem Fördervorgang in der Pumpe selber passieren.
Die Machbarkeit des genannten Funktionsprinzips soll bewiesen werden. Um dies zu erreichen, wird ein Funktionsdemonstrator konstruiert und in mehreren Iterationen verbessert.
Im Verlaufe der Arbeit stellte sich heraus, dass die mechanischen und festigkeitsbezogenen Anforderungen an den Funktionsdemonstrator sehr komplex sind. Auf Grund dessen konnte lediglich bewiesen werden, dass das Fördern von Pulver mit der besagten Pumpe möglich ist, obwohl auch die Möglichkeit an Werkstoffen sehr beschränkt war.
Um ein Extruder zu erhalten, der alle gewünschten Funktionen umsetzen kann, sollte auf Basis der gewonnenen
Erkenntnisse aufgebaut werden.
When it comes to 3D printers many people think of plastic parts used in various sectors of today’s industry. The fact that even foods like chocolate can be processed with a printer surprises most people.
This thesis contains the development of an extruder for chocolate printers, that is able to use powder as a raw material to avoid the step of pre-melting chocolate. To convey the solid powder, a pump, that can be produced by means of 3D printing, is used. It is an eccentric screw pump with a cross section based on a hypocycloid. The melting of the chocolate should happen during the transport process in the pump itself.
This should prove the feasibility of the mentioned principle of operation. To achieve this, a function demonstrator is constructed and improved in several iterations.
In the course of this thesis, it became clear, that the mechanical and strength-related requirements of the function demonstrator are very complex. Due to this, it could only be proved, that it is possible to convey the solid powder with said pump, although the possibility of materials was very limited.
In order to obtain an extruder, which can implement all desired functions, the next steps should be based on the knowledge acquired during this thesis.
- Wenn man von 3D-Druckern spricht, denken viele Leute an Teile aus Kunststoff, die in unterschiedlichen Bereichen der Industrie verwendet werden. Dass aber auch Lebensmittel wie Schokolade mit einem Drucker verarbeitet werden können, überrascht die meisten.
- Urheberrechtshinweis
- Schüpbach, Dominik, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 11.09.2019
- Übergeordnete Sets
- 1
Dosiervorrichtung für den Crêpe Roboter
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- Titel
- Dosiervorrichtung für den Crêpe Roboter
- Autor/in
- Datierung
- 08.06.2020
- Beschreibung
- Für die Hochschule Luzern - Technik und Architektur, wurde ein Automat zur Herstellung von
Crêpes entwickelt. Dieser Crêpe Roboter sollte bei Ausstellungen und Besichtigungen der
Hochschule, Besucher und Interessenten die verschiedenen Möglichkeiten der Technik
kulinarisch näherbringen.
Es gibt bereits Konzepte zur Füllung der Crêpes aus früheren Arbeiten. Dabei gehört
Schokolade und Marmelade zu den bevorzugten Füllungen. In dieser Bachelorarbeit wird eine
optimale Lösung erarbeitet werden, für die Einbindung der Konzepte in den Crêpe Roboter.
Dabei liegt der liegt der Fokus auf einem einheitlichen System, sowie der Kompaktheit,
Sauberkeit und dem hygienischen Lebensmittelstandart.
Die Füllung wird in einem Zylinder mit einem Kolben ausgestossen. Die Hubbewegung
übernimmt ein Schrittmotor und ein Teleskopgewinde. Dadurch kann der Platz besser
ausgenutzt werden. Unten wird der Ausstoss durch Entenschnabel Ventile kontrolliert, welches
auch als Anti-Tropfsystem dient. Damit wird die Sauberkeit des Systems möglichst
gewährleistet.
Der Dosiervorgang wird durch ein Mikrocontroller gesteuert, welcher durch eine spezifisch
hergestellte Leiterplatte mit den Endschaltern, Schrittmotorentreiber, Taster und LEDs
verbunden ist. Das Dosieren kann durch ein Signaleingang oder durch das manuelle Betätigen
des Tasters gestartet werden. Das Aus- und Einfahren wird durch zwei Endschalter begrenzt.
Die Energiezufuhr wird durch drei Federkontakte und einem Step-down ermöglicht. Die
Signalübertragung vom Programm des Crêpe Roboters zu dem Dosiergerät geht über einen
Spannungsteiler zum Mikrocontroller.
Für die Schokolade wird vor der Düse eine Heizung benötigt. Diese wird durch einen
Aluminium Einsatz mit zwei Heizköpfen von je 40 Watt realisiert. Die nötige Leistung wird
vom Mikrocontroller durch ein Mosfet direkt mit 24Volt gesteuert.
Damit sich bei den Düsen bei der maximalen Füllmenge von 1.5 Liter Konfitüre keine Tropfen
durch ihr Eigengewicht bilden, wurde ein drehbarer Verschluss konstruiert.
For the Lucerne University of Applied Sciences and Arts - Technology and Architecture, an
automatic machine for making crêpes was developed. This crêpe robot was to be used at
exhibitions and tours of the university as well as partners of the project, to give visitors and
interested parties a culinary understanding of the various possibilities with a robot.
There are concepts from earlier works, which process the step of filling the crêpes. For the
filling chocolate and jam are possible. In this work the optimal solution for the integration of
the concepts into the crêpe robot should be worked out. The focus should be on a uniform
system, for jam and chocolate, as well as cleanliness and compactness.
The filling is ejected in a cylinder with a piston. The movement is performed by a stepper motor
and a telescopic thread. Thus, the space can be better utilized. At the bottom, the output is
controlled by duckbill valves, which also serve as an anti-drippling system. This ensures that
the system is as clean as possible.
The dosage process is controlled by Microcontroller, which is connected to the limit switches,
stepper motor drivers, push buttons and LEDs by a specially manufactured printed circuit board.
The dosage can be started by a signal input or by manually pressing the button. Limiting the
extension and retraction is limited by two limit switches. The energy supply is enabled by three
spring contacts and one step-down converter. The signal transmission from the program of the
crêpe robot to the dosing unit goes via a voltage divider to the Microcontroller.
For the chocolate, a heater is required in front of the nozzle. This is implemented by an
aluminium insert with two heating heads of 40 watts each. The necessary power is controlled
by the Microcontroller through a Mosfet directly with 24V.
To prevent the nozzles from forming drops due to their own weight at the maximum filling
quantity of 1.5 litres of jam, a rotating closure was designed.
- Für die Hochschule Luzern - Technik und Architektur, wurde ein Automat zur Herstellung von
- Urheberrechtshinweis
- Niederberger Christoph, Hochschule Luzern
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 02.12.2020
- Übergeordnete Sets
- 1