(57)【要約】【課題】可塑化装置からの溶融材料の圧送を安定化させる。【解決手段】可塑化装置は、回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、溝通路に供給された材料を加熱する加熱部と、溝形成面に対向する対向面を有し、スクリューの回転と加熱部による加熱とによって溶融材料が排出される排出口が対向面に設けられたバレルと、を備える。溝は、第１側壁部と、第１側壁部よりも回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、第１側壁部と第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、溝通路は、回転軸に沿って底面部から離れるほど第１側壁部と第２側壁部との間隔が狭くなる溝を有する。【選択図】図４
2020179580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を可塑化して溶融材料にする可塑化装置であって、
回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、
を備え、
前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、
前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する、
可塑化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可塑化装置であって、
前記第１側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いは、前記第２側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いよりも大きい、可塑化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の可塑化装置であって、
前記スクリューは、前記回転軸を中心とした円柱状の内周部と、前記内周部を囲む円筒状の外周部とを有し、
前記内周部の直径は、前記スクリューの直径の半分であり、
前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を前記内周部に有する、可塑化装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記第１側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いと前記第２側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いとの少なくともいずれか一方は、前記溝通路に沿って前記回転軸に近付くほど大きくなる、可塑化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記溝の深さは、前記溝通路に沿って前記回転軸に近付くほど浅くなる、可塑化装置。
【請求項６】
三次元造形装置であって、
材料を可塑化して溶融材料にする可塑化部と、
前記可塑化部から供給された前記溶融材料をステージに向かって吐出するノズルと、
を備え、
前記可塑化部は、
回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を有し、
前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、
前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する、
三次元造形装置。
【請求項７】
射出成形装置であって、
材料を可塑化して溶融材料にする可塑化部と、
前記可塑化部から供給された前記溶融材料を金型に射出するノズルと、
を備え、
前記可塑化部は、
回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を有し、
前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、
前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する、
射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可塑化装置、三次元造形装置および射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、螺旋溝が形成されたローターと、ローターに対向し、中央に開口部が形成されたバレルとを備える装置が記載されている。この装置では、ローターを回転させて、螺旋溝内に供給された材料を可塑化してバレルの開口部から圧送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６９１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した装置のように、スクリューとバレルとの相対的な回転を用いて材料を可塑化して圧送する装置では、例えば公差等によって、スクリューの溝を区画する側壁とバレルとの間に隙間が生じるため、この隙間を通じて可塑化した材料の一部が逆流する。逆流する材料の量が多くなると、必要な圧力が得られずに装置からの材料の圧送が不安定になる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、材料を可塑化して溶融材料にする可塑化装置が提供される。この可塑化装置は、回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を備える。前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の三次元造形装置の概略構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態のフラットスクリューの溝形成面の構成を示す斜視図。
【図３】第１実施形態のバレルの対向面の構成を示す上面図。
【図４】第１実施形態の可塑化部の構成を示す断面図。
【図５】造形処理の内容を示すフローチャート。
【図６】三次元造形物が造形される様子を模式的に示す説明図。
【図７】第１実施形態の可塑化部内の造形材料の流れを示す説明図。
【図８】比較例の可塑化部内の造形材料の流れを示す説明図。
【図９】第２実施形態の可塑化部の構成を示す断面図。
【図１０】第３実施形態の射出成形装置の概略構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１００の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に沿った方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向に沿った方向である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。
【０００８】
本実施形態における三次元造形装置１００は、造形ユニット２００と、ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００とを備えている。三次元造形装置１００は、制御部５００の制御下で、造形ユニット２００に設けられたノズル６１からステージ３００の造形面３１０に向かって造形材料を吐出しつつ、移動機構４００を駆動して、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させることによって、造形面３１０上に所望の形状の三次元造形物を造形する。
【０００９】
移動機構４００は、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構４００は、造形ユニット２００に対してステージ３００を移動させることによって、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させる。本実施形態における移動機構４００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ３００をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。各モーターは、制御部５００の制御下にて駆動する。尚、移動機構４００は、ステージ３００を移動させる構成ではなく、ステージ３００を移動させずに造形ユニット２００を移動させることによって、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。また、移動機構４００は、ステージ３００と造形ユニット２００との両方を移動させることによって、ノズル６１と造形面３１０との相対的な位置を変化させる構成であってもよい。
【００１０】
制御部５００は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部５００は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、造形ユニット２００と移動機構４００との動作を制御して、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する。動作には、造形ユニット２００とステージ３００との三次元の相対的な位置の移動が含まれる。尚、制御部５００は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。
【００１１】
造形ユニット２００は、材料の供給源である材料供給部２０と、材料供給部２０から供給された材料を可塑化して造形材料にする可塑化部３０と、可塑化部３０から供給された造形材料を吐出するノズル６１を有する吐出部６０とを備える。尚、「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。また、「溶融」とは、熱可塑性を有する材料がガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性が発現することをも意味する。可塑化部３０のことを可塑化装置と呼ぶこともある。
【００１２】
材料供給部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態では、ペレット状に形成されたＡＢＳ樹脂が材料として用いられる。本実施形態における材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と可塑化部３０との間を接続する供給路２２が設けられている。材料供給部２０は、供給路２２を介して、可塑化部３０に材料を供給する。
【００１３】
可塑化部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、フラットスクリュー４０と、バレル５０とを備えている。可塑化部３０は、材料供給部２０から供給された固体状態の材料の少なくとも一部を溶融させて流動性を有するペースト状の造形材料にして、吐出部６０に供給する。尚、フラットスクリュー４０のことを単にスクリューと呼ぶこともある。
【００１４】
スクリューケース３１は、フラットスクリュー４０を収容する筐体である。スクリューケース３１の下面には、バレル５０が固定されており、スクリューケース３１とバレル５０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー４０が収容されている。スクリューケース３１の上面には、駆動モーター３２が固定されている。駆動モーター３２のシャフト３３は、フラットスクリュー４０の上面４１側に接続されている。駆動モーター３２は、制御部５００の制御下で駆動される。
【００１５】
フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向の高さが直径よりも小さい略円柱形状を有している。フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように、スクリューケース３１内に配置されている。駆動モーター３２が発生させるトルクによって、フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内にて、中心軸ＲＸを中心に回転する。尚、中心軸ＲＸのことを回転軸も呼ぶこともある。
【００１６】
フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸに沿った方向における上面４１とは反対側に、溝部９０が形成された溝形成面４２を有している。尚、溝部９０の具体的な構成については後述する。
【００１７】
バレル５０は、フラットスクリュー４０の下方に配置されている。バレル５０は、フラットスクリュー４０の溝形成面４２に対向するスクリュー対向面５２を有している。バレル５０には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸ上に、吐出部６０に連通する排出口５６が設けられている。排出口５６から吐出部６０に造形材料が供給される。尚、スクリュー対向面５２の具体的な構成については後述する。
【００１８】
バレル５０には、フラットスクリュー４０の溝部９０に対向する位置にヒーター５８が内蔵されている。ヒーター５８の温度は、制御部５００によって制御される。本実施形態では、フラットスクリュー４０の外周側の溝部９０の温度よりも中心軸ＲＸ側の溝部９０の温度の方が高くなるように、ヒーター５８が配置されている。そのため、フラットスクリュー４０の外周側の溝部９０内にて材料を効果的に搬送でき、かつ、中心軸ＲＸ側の溝部９０内にて材料を効果的に可塑化できる。尚、ヒーター５８のことを加熱部と呼ぶこともある。ヒーター５８は、バレル５０ではなく、フラットスクリュー４０に内蔵されてもよい。
【００１９】
吐出部６０は、可塑化部３０から供給された造形材料が流れる供給流路６５と、供給流路６５を流れた造形材料を吐出するノズル６１とを備えている。本実施形態では、ノズル６１は、バレル５０の排出口５６に接続されている。そのため、供給流路６５は、ノズル６１の内部に設けられている。ノズル６１には、造形材料を吐出するための開口部であるノズル孔６２が設けられている。ノズル孔６２は、ステージ３００の造形面３１０に対向するノズル６１の先端部分に設けられている。バレル５０の排出口５６とノズル孔６２との間は、供給流路６５によって接続されている。ノズル孔６２の開口形状は円形である。ノズル孔６２の径は、供給流路６５の径よりも小さい。尚、ノズル孔６２の開口形状は、円形に限られず、四角形等であってもよい。
【００２０】
図２は、本実施形態におけるフラットスクリュー４０の溝形成面４２の構成を示す斜視図である。図２に示したフラットスクリュー４０は、技術の理解を容易にするために、図１に示した上下の位置関係を逆向きとした状態で示されている。フラットスクリュー４０の溝形成面４２には、中央部４６と、溝部９０と、材料導入口４８とが設けられている。中央部４６は、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸの周りに形成された窪みである。中央部４６は、バレル５０の排出口５６に対向する。
【００２１】
溝部９０は、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸを中心として、溝形成面４２の外周に向かって弧を描くように渦状に延びる溝が形成された部分である。溝部９０の溝は、インボリュート曲線状や螺旋状に延びる溝によって構成されてもよい。溝部９０は、第１側壁部９１と、第１側壁部９１に対向し、中心軸ＲＸから第１側壁部９１よりも離間して配置された第２側壁部９２と、第１側壁部９１と第２側壁部９２とに挟まれた底面部９３とによって画定される。溝部９０の一端は、中央部４６に接続されており、溝部９０の他端は、材料導入口４８に接続されている。溝部９０は、材料導入口４８から中央部４６に向かって材料を搬送するための通路としての機能を有する。隣接する溝部９０同士を隔てる部分を凸条部４４と呼ぶ。
【００２２】
材料導入口４８は、フラットスクリュー４０の側面４３に設けられている。材料導入口４８は、供給路２２を介して材料供給部２０から供給された材料を、溝部９０に導入する。尚、図２には、フラットスクリュー４０の中央部４６から外周に向かって、１条の溝部９０が設けられた形態を表したが、フラットスクリュー４０の中央部４６から外周に向かって、複数条の溝部９０が設けられてもよい。
【００２３】
図３は、本実施形態におけるバレル５０のスクリュー対向面５２の構成を示す上面図である。上述したとおり、スクリュー対向面５２の中央には、吐出部６０に連通する排出口５６が形成されている。スクリュー対向面５２には、排出口５６の周りに、複数の案内溝５４が形成されている。それぞれの案内溝５４は、一端が排出口５６に接続され、排出口５６からスクリュー対向面５２の外周に向かって渦状に延びている。それぞれの案内溝５４は、造形材料を排出口５６に導く機能を有している。
【００２４】
図４は、可塑化部３０の断面図である。図４には、フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸを通る断面が表されている。上述したとおり、溝部９０の溝は、第１側壁部９１と、第２側壁部９２と、底面部９３とによって画定される。互いに向かい合う第１側壁部９１と第２側壁部９２との中心軸ＲＸに垂直な方向の間隔のことを溝幅と呼び、溝形成面４２から底面部９３までの中心軸ＲＸに沿った方向の深さのことを溝深さと呼ぶ。
【００２５】
溝部９０の溝幅は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど狭くなっている。本実施形態では、第１側壁部９１は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸから離間するように、中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。第２側壁部９２は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸに近付くように、中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。つまり、第１側壁部９１と、第１側壁部９１に対向する第２側壁部９２とが、中心軸ＲＸに対して逆向きに傾斜している。そのため、溝部９０の溝幅は、溝形成面４２の近傍にて最小の溝幅となり、底面部９３の近傍にて最大の溝幅となる。例えば、図４に表した溝部９０の部位Ｓ１では、溝部９０の溝幅は、溝形成面４２の近傍にて最小の溝幅Ｗ１Ａとなり、底面部９３の近傍にて最大の溝幅Ｗ２Ａとなる。図４に表した溝部９０の部位Ｓ２では、溝部９０の溝幅は、溝形成面４２の近傍にて最小の溝幅Ｗ１Ｂとなり、底面部９３の近傍にて最大の溝幅Ｗ２Ｂとなる。
【００２６】
本実施形態では、上述したとおり、第１側壁部９１と第２側壁部９２とが、中心軸ＲＸに対して逆向きに傾斜している。中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさは、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさと同じに設定されている。例えば、部位Ｓ１では、中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさθ１Ａは、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさθ２Ａと同じに設定されている。部位Ｓ２では、中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさθ１Ｂは、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさθ２Ｂと同じに設定されている。尚、傾斜角の大きさのことを傾斜の度合いと呼ぶこともある。
【００２７】
本実施形態では、中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさは、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど大きくなるように設定されている。中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさは、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど大きくなるように設定されている。そのため、部位Ｓ２での中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさθ１Ｂは、部位Ｓ１での中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさθ１Ａよりも大きい。部位Ｓ２での中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさθ２Ｂは、部位Ｓ１での中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさ傾斜角の大きさθ２Ａよりも大きい。
【００２８】
本実施形態では、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど溝幅が連続的に狭くなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２とが設けられている。そのため、部位Ｓ２での最小の溝幅Ｗ１Ｂは、部位Ｓ２よりも中心軸ＲＸからの距離が大きい部位Ｓ１での最小の溝幅Ｗ１Ａよりも狭く、かつ、部位Ｓ２での最大の溝幅Ｗ２Ｂは、部位Ｓ１での最大の溝幅Ｗ２Ａよりも狭い。
【００２９】
本実施形態では、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど溝深さが連続的に浅くなるように底面部９３が設けられている。そのため、部位Ｓ２での最大溝深さｄ１Ｂは、部位Ｓ２よりも中心軸ＲＸから離間した部位Ｓ１での最大溝深さｄ１Ａよりも浅い。
【００３０】
フラットスクリュー４０は、中心軸ＲＸを中心とした円柱状の部分である内周部Ｒ２と、内周部Ｒ２を囲む円筒状の部分である外周部Ｒ１とを有する。図４には、外周部Ｒ１と内周部Ｒ２との境界線が破線で表されている。内周部Ｒ２の直径は、フラットスクリュー４０全体の直径Ｄの半分である。本実施形態では、内周部Ｒ２に位置する第１側壁部９１は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸから離間するように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。外周部Ｒ１に位置する第１側壁部９１は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸから離間するように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。つまり、本実施形態では、内周部Ｒ２に位置する第１側壁部９１と、外周部Ｒ１に位置する第１側壁部９１との両方が、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸから離間するように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。また、本実施形態では、内周部Ｒ２に位置する第２側壁部９２は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸに近付くように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。外周部Ｒ１に位置する第２側壁部９２は、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸに近付くように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。つまり、本実施形態では、内周部Ｒ２に位置する第２側壁部９２と、外周部Ｒ１に位置する第２側壁部９２との両方が、バレル５０側に向かって底面部９３から離間するほど中心軸ＲＸに近付くように中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。
【００３１】
フラットスクリュー４０では、最小の溝幅が最大の溝深さよりも大きくなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２と底面部９３とが設けられることが好ましい。例えば、部位Ｓ１では、最小の溝幅Ｗ１Ａが最大の溝深さｄ１Ａよりも大きくなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２と底面部９３とが設けられることが好ましい。部位Ｓ２では、最小の溝幅Ｗ１Ｂが最大の溝深さｄ１Ｂよりも大きくなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２と底面部９３とが設けられることが好ましい。このように第１側壁部９１と第２側壁部９２と底面部９３とを設けることによって、溝部９０内の流路抵抗を大きく設定することができる。溝部９０内の流路抵抗を大きく設定することによって、溝部９０の経路に沿って造形材料が逆流することを抑制できるため、中央部４６での造形材料の圧力を効果的に高めることができる。
【００３２】
本実施形態では、フラットスクリュー４０の材質は、ステンレス鋼である。フラットスクリュー４０の材質は、真鍮やチタン合金等の他の金属材料や、樹脂材料や、セラミック材料でもよい。例えば、エンドミルを用いた切削加工によって、上述した溝部９０を有するフラットスクリュー４０を製造できる。三次元造形装置を用いた造形によって、上述した溝部９０を有するフラットスクリュー４０が製造されてもよい。
【００３３】
図５は、本実施形態における造形処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、三次元造形装置１００に設けられた操作パネルや、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターに対して、所定の開始操作がユーザーによって行われた場合に、制御部５００によって実行される。
【００３４】
まず、制御部５００は、ステップＳ１１０にて、三次元造形物ＯＢを造形するための造形データを取得する。造形データとは、ステージ３００の造形面３１０に対するノズル６１の移動経路や、ノズル６１から吐出される造形材料の量や、フラットスクリュー４０を回転させる駆動モーター３２の回転数や、バレル５０に内蔵されたヒーター５８の温度等に関する情報が表されたデータである。造形データは、例えば、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターにインストールされたスライサーソフトによって生成される。スライサーソフトは、三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフトを用いて作成された三次元造形物ＯＢの形状を表す形状データを読み込み、三次元造形物ＯＢの形状を所定の厚みの層に分割して、造形データを生成する。スライサーソフトに読み込まれる形状データには、ＳＴＬ形式やＡＭＦ形式等のデータが用いられる。スライサーソフトによって作成された造形データは、ＧコードやＭコード等によって表されている。制御部５００は、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや、ＵＳＢメモリー等の記録媒体から造形データを取得する。
【００３５】
次に、ステップＳ１２０にて、制御部５００は、造形材料の生成を開始する。制御部５００は、造形データに従って、フラットスクリュー４０の回転、および、ヒーター５８の温度を制御することによって、材料を可塑化して造形材料を生成する。フラットスクリュー４０の回転によって、材料供給部２０から供給された材料が、フラットスクリュー４０の材料導入口４８から溝部９０内に導入される。溝部９０内に導入された材料は、溝部９０の経路に沿って中央部４６へと搬送される。溝部９０内を搬送される材料は、フラットスクリュー４０とバレル５０との相対的な回転によるせん断、および、ヒーター５８による加熱によって、その少なくとも一部が溶融されて、流動性を有するペースト状の造形材料になる。中央部４６に集められた造形材料は、排出口５６からノズル６１に圧送される。尚、造形材料は、この処理が行われる間、生成され続ける。
【００３６】
図６は、三次元造形物ＯＢが造形される様子を模式的に示す説明図である。図５および図６を参照して、ステップＳ１３０にて、制御部５００は、造形データに従って、移動機構４００を制御して、ノズル６１とステージ３００の造形面３１０との相対的な位置を変化させつつ、ノズル６１から造形面３１０に向かって造形材料を吐出させることによって、三次元造形物ＯＢの１層目を造形する。その後、ステップＳ１４０にて、制御部５００は、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したか否かを判定する。制御部５００は、造形データを用いて、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したか否かを判断できる。ステップＳ１４０にて、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判断されなかった場合、制御部５００は、ステップＳ１３０に処理を戻り、三次元造形物ＯＢの２層目を造形する。一方、ステップＳ１４０にて、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判断された場合、制御部５００は、この処理を終了する。制御部５００は、ステップＳ１４０にて、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判断されるまで、ステップＳ１３０の処理を繰り返すことによって、三次元造形物ＯＢを造形する。
【００３７】
図７は、本実施形態における可塑化部３０内の造形材料の流れを示す説明図である。図７には、可塑化部３０内での造形材料の流れが矢印で表されている。フラットスクリュー４０が回転すると、フラットスクリュー４０の外周側から中心軸ＲＸ側に向かうように、溝部９０の経路に沿って造形材料が搬送される。フラットスクリュー４０の中心軸ＲＸ側に造形材料が集められることによって、中心軸ＲＸに近付くほど溝部９０内の造形材料の圧力が高まる。そのため、溝部９０内の造形材料の一部は、凸条部４４とバレル５０との隙間を通って、フラットスクリュー４０の外周側に向かって逆流する。本実施形態では、上述したとおり、底面部９３から離間するほど溝部９０の溝幅が狭くなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２とが中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられている。そのため、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔を広く設定できるので、凸条部４４とバレル５０との隙間を通って逆流する造形材料の量が比較的少ない。
【００３８】
図８は、比較例における可塑化部３０ｂ内の造形材料の流れを示す説明図である。図８に表された比較例のフラットスクリュー４０ｂでは、溝部９０ｂの第１側壁部９１ｂと第２側壁部９２ｂとが中心軸ＲＸに対して傾斜しておらず、中心軸ＲＸに沿って設けられている。比較例における底面部９３ｂの中心軸ＲＸに沿った方向の位置は、本実施形態における底面部９３の中心軸ＲＸに沿った方向の位置と同じに設定されている。比較例における溝部９０ｂの流路断面積は、本実施形態における溝部９０の流路断面積と同じに設定されている。そのため、比較例における隣接する溝部９０ｂ同士のフラットスクリュー４０ｂの表面に沿った間隔は、図７に表した本実施形態における隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔よりも狭く設定されている。したがって、比較例における凸条部４４ｂとバレル５０ｂとの隙間を通って逆流する造形材料の量は、本実施形態における凸条部４４とバレル５０との隙間を通って逆流する造形材料の量よりも多い。
【００３９】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００によれば、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔を広く設定することができるので、溝部９０同士を隔てる凸条部４４を越えて逆流する造形材料の量を少なくできる。そのため、溝部９０内を搬送される造形材料の圧力低下を抑制できるので、可塑化部３０からの造形材料の圧送を安定化できる。したがって、ノズル６１からの造形材料の吐出を安定化できる。特に、本実施形態では、第１側壁部９１と第２側壁部９２とを中心軸ＲＸに対して傾斜させることによって、溝部９０の流路断面積を確保しつつ、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔を広く設定できる。また、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔を広く設定することによって、逆流する造形材料の量を少なくできるため、中心軸ＲＸ近傍の温度よりも低い温度に設定されているフラットスクリュー４０の外周側にて造形材料が硬化して、溝部９０内の材料の搬送が阻害されることを抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態では、外周部Ｒ１にて、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔が大きく設定されているとともに、造形材料の逆流が生じやすいフラットスクリューの内周部Ｒ２にて、隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔が大きく設定されている。そのため、溝部９０同士を隔てる凸条部４４を越えて逆流する造形材料の量を効果的に少なくできる。
【００４１】
また、本実施形態では、中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１の傾斜角の大きさと、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２の傾斜角の大きさとが、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど大きくなるように設定されている。そのため、造形材料の逆流が生じやすい中心軸ＲＸ近傍に近付くほど隣接する溝部９０同士のフラットスクリュー４０の表面に沿った間隔を広く設定できるため、溝部９０同士を隔てる凸条部４４を越えて逆流する造形材料の量をより効果的に少なくできる。
【００４２】
また、本実施形態では、溝部９０の深さは、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど浅くなるように設定されている。そのため、溝部９０内を搬送される造形材料の圧力を効果的に高めることができるため、可塑化部３０からの造形材料の圧送をより安定化できる。
【００４３】
尚、本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂が材料として用いられたが、造形ユニット２００において用いられる材料としては、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形する材料を採用することもできる。ここで、「主材料」とは、三次元造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、三次元造形物において５０重量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。
【００４４】
主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、可塑化部３０において、当該材料が可塑化することによって造形材料が生成される。「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。また、「溶融」とは、熱可塑性を有する材料がガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性が発現することをも意味する。
【００４５】
熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記のいずれか一つまたは２以上を組み合わせた熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのエンジニアリングプラスチック。
【００４６】
熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック、その他に、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混入されていてもよい。熱可塑性を有する材料は、可塑化部３０において、フラットスクリュー４０の回転とヒーター５８の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。また、そのように生成された造形材料は、ノズル孔６２から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００４７】
熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でノズル孔６２から射出されることが望ましい。尚、「完全に溶融した状態」とは、未溶融の熱可塑性を有する材料が存在しない状態を意味し、例えばペレット状の熱可塑性樹脂を材料に用いた場合、ペレット状の固形物が残存しない状態のことを意味する。
【００４８】
造形ユニット２００では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、可塑化部３０に投入されることが望ましい。
＜金属材料の例＞
マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。
＜合金の例＞
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
【００４９】
造形ユニット２００においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックスや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、ステージ３００に配置された造形材料は、例えばレーザーの照射や温風などによる焼結によって硬化されてもよい。
【００５０】
材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上で例示したような熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、可塑化部３０において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。
【００５１】
材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
＜溶剤の例＞
水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ−ピコリン、２，６−ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。
【００５２】
その他に、材料供給部２０に投入される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、以下のようなバインダーを添加することもできる。
＜バインダーの例＞
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）或いはその他の熱可塑性樹脂。
【００５３】
Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態の三次元造形装置１００ｃにおける可塑化部３０ｃの構成を示す説明図である。第２実施形態では、フラットスクリュー４０ｃの溝部９０ｃの形態が第１実施形態と異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図１に示した第１実施形態と同じである。尚、図９には、外周部Ｒ１と内周部Ｒ２との境界線が破線で表されている。
【００５４】
本実施形態におけるフラットスクリュー４０ｃでは、第１側壁部９１ｃは、底面部９３ｃから離間するほど中心軸ＲＸから離間するように、中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられており、第２側壁部９２ｃは、中心軸ＲＸに沿って設けられている。つまり、第２側壁部９２ｃの中心軸ＲＸに対する傾斜の度合いは、第１側壁部９１ｃの中心軸ＲＸに対する傾斜の度合いよりも小さく設定されている。尚、第２側壁部９２ｃの中心軸ＲＸに対する傾斜の度合いが第１側壁部９１ｃの中心軸ＲＸに対する傾斜の度合いよりも小さい範囲内であれば、第２側壁部９２ｃは、底面部９３ｃから離間するほど中心軸ＲＸから離間するように、中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられてもよいし、底面部９３ｃから離間するほど中心軸ＲＸに近付くように、中心軸ＲＸに対して傾斜して設けられてもよい。
【００５５】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００ｃによれば、フラットスクリュー４０ｃの回転による周速度が大きな第２側壁部９２ｃの傾斜の度合いを小さく設定することによって、第２側壁部９２ｃ近傍の流路断面積を大きく確保することができる。そのため、第２側壁部９２ｃ近傍の溝部９０ｃ内にて、材料の搬送および可塑化を効果的に行うことができる。また、フラットスクリュー４０ｃの回転による周速度が小さな第１側壁部９１ｃの傾斜の度合いを大きく設定することによって、溝部９０ｃ同士のフラットスクリュー４０ｃの表面に沿った間隔を大きく設定できる。そのため、溝部９０ｃ同士を隔てる凸条部４４ｃを越えて逆流する造形材料の量を少なくできる。
【００５６】
Ｃ．第３実施形態：
図１０は、第３実施形態における射出成形装置７００の概略構成を示す説明図である。本実施形態の射出成形装置７００は、第１実施形態で説明した可塑化部３０と、射出制御機構７１０と、ノズル７２０と、金型部７３０と、型締装置７４０とを備えている。
【００５７】
可塑化部３０は、第１実施形態で説明したように、フラットスクリュー４０と、バレル５０とを有している。フラットスクリュー４０およびバレル５０の具体的な構成は、第１実施形態のフラットスクリュー４０およびバレル５０の構成と同じである。可塑化部３０は、制御部７５０の制御下で、フラットスクリュー４０の溝部９０に供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の溶融材料を生成して排出口５６から射出制御機構７１０へと導く。
【００５８】
射出制御機構７１０は、射出シリンダー７１１と、プランジャー７１２と、プランジャー駆動部７１３とを備えている。射出制御機構７１０は、射出シリンダー７１１内の溶融材料を後述するキャビティＣｖに射出する機能を有している。射出制御機構７１０は、制御部７５０の制御下で、ノズル７２０からの溶融材料の射出量を制御する。射出シリンダー７１１は、バレル５０の排出口５６に接続された略円筒状の部材であり、内部にプランジャー７１２を備えている。プランジャー７１２は、射出シリンダー７１１の内部を摺動し、射出シリンダー７１１内の溶融材料を、可塑化部３０に接続されたノズル７２０側に圧送する。プランジャー７１２は、モーターによって構成されるプランジャー駆動部７１３により駆動される。
【００５９】
金型部７３０は、可動金型７３１と固定金型７３２とを備えている。可動金型７３１と固定金型７３２とは、互いに対面して設けられ、その間に成形品の形状に応じた空間であるキャビティＣｖを有している。キャビティＣｖには、溶融材料が射出制御機構７１０によって圧送されてノズル７２０を介して射出される。
【００６０】
型締装置７４０は、金型駆動部７４１を備えており、可動金型７３１と固定金型７３２との開閉を行う機能を有している。型締装置７４０は、制御部７５０の制御下で、金型駆動部７４１を駆動して可動金型７３１を移動させて金型部７３０を開閉させる。
【００６１】
第３実施形態の射出成形装置７００は、上述したとおり、第１実施形態と同じ構成の可塑化部３０を備えているので、可塑化部３０からの溶融材料の圧送を安定化できる。そのため、ノズル７２０からの溶融材料の射出を安定化できる。尚、射出成形装置７００には、第１実施形態と同じ構成の可塑化部３０の代わりに、第２実施形態と同じ構成の可塑化部３０ｃが設けられてもよい。
【００６２】
Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｃでは、フラットスクリュー４０，４０ｃの外周部Ｒ１および内周部Ｒ２にて、溝部９０，９０ｃの溝幅が底面部９３，９３ｃから離間するほど狭く設定されている。これに対して、フラットスクリュー４０，４０ｃは、外周部Ｒ１にて、溝部９０，９０ｃの溝幅が底面部９３，９３ｃから離間するほど狭く設定されており、内周部Ｒ２にて、溝部９０，９０ｃの溝幅が底面部９３，９３ｃから離間するほど狭く設定されていなくてもよい。また、フラットスクリュー４０，４０ｃは、内周部Ｒ２にて、溝部９０，９０ｃの溝幅が底面部９３，９３ｃから離間するほど狭く設定されており、外周部Ｒ１にて、溝部９０，９０ｃの溝幅が底面部９３，９３ｃから離間するほど狭く設定されていなくてもよい。
【００６３】
（Ｄ２）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｃでは、フラットスクリュー４０，４０ｃは、溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１，９１ｃの傾斜角の大きさと、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２，９２ｃの傾斜角の大きさとが大きくなるように設定されている。これに対して、溝部９０，９０ｃに沿って中心軸ＲＸに近付くほど中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１，９１ｃの傾斜角の大きさと、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２，９２ｃの傾斜角の大きさとの少なくとも一方が小さくなるように設定されてもよい。また、中心軸ＲＸに対する第１側壁部９１，９１ｃの傾斜角の大きさと、中心軸ＲＸに対する第２側壁部９２，９２ｃの傾斜角の大きさとの少なくとも一方が、溝部９０，９０ｃに沿って一定の傾斜角に設定されてもよい。
【００６４】
（Ｄ３）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｃでは、フラットスクリュー４０，４０ｃの溝部９０，９０ｃに沿って中心軸ＲＸに近付くほど溝深さが連続的に浅くなるように底面部９３，９３ｃが設けられている。これに対して、フラットスクリュー４０，４０ｃの溝部９０，９０ｃに沿って中心軸ＲＸに近付くほど溝深さが連続的に深くなるように底面部９３，９３ｃが設けられてもよい。また、溝部９０，９０ｃの溝深さが溝部９０の経路に沿って一定の深さになるように底面部９３，９３ｃが設けられてもよい。
【００６５】
（Ｄ４）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｃでは、フラットスクリュー４０，４０ｃの溝部９０の経路に沿って中心軸ＲＸに近付くほど溝幅が連続的に狭くなるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２とが設けられている。これに対して、フラットスクリュー４０，４０ｃの溝部９０の経路に沿って一定の幅になるように、第１側壁部９１と第２側壁部９２とが設けられてもよい。例えば、部位Ｓ２での最小の溝幅Ｗ１Ｂは、部位Ｓ２よりも中心軸ＲＸからの距離が大きい部位Ｓ１での最小の溝幅Ｗ１Ａと同じで、かつ、部位Ｓ２での最大の溝幅Ｗ２Ｂは、部位Ｓ１での最大の溝幅Ｗ２Ａと同じでもよい。
【００６６】
Ｅ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００６７】
（１）本開示の第１の形態によれば、材料を可塑化して溶融材料にする可塑化装置が提供される。この可塑化装置は、回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を備える。前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する。
この形態の可塑化装置によれば、隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定できるので、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を少なくできる。そのため、溝内を搬送される溶融材料の圧力低下を抑制できるので、可塑化装置からの溶融材料の圧送を安定化できる。
【００６８】
（２）上記形態の可塑化装置において、前記第１側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いは、前記第２側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いよりも大きくてもよい。
この形態の可塑化装置によれば、スクリューの回転による周速度が大きな第２側壁部の傾斜の度合いを小さく設定することによって、第２側壁部近傍にて材料の可塑化および搬送を効果的に行いつつ、スクリューの回転による周速度が小さな第１側壁部の傾斜の度合いを大きく設定することによって、隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定できるので、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を少なくできる。
【００６９】
（３）上記形態の可塑化装置において、前記スクリューは、前記回転軸を中心とした円柱状の内周部と、前記内周部を囲む円筒状の外周部とを有し、前記内周部の直径は、前記スクリューの直径の半分であり、前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を前記内周部に有してもよい。
この形態の可塑化装置によれば、溶融材料の逆流が生じやすい内周部にて、隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定することによって、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を効果的に少なくできる。
【００７０】
（４）上記形態の可塑化装置において、前記第１側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いと前記第２側壁部の前記回転軸に対する傾斜の度合いとの少なくともいずれか一方は、前記溝通路に沿って前記回転軸に近付くほど大きくなってもよい。
この形態の可塑化装置によれば、溶融材料の逆流が生じやすい回転軸近傍に近付くほど隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定することによって、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を効果的に少なくできる。
【００７１】
（５）上記形態の可塑化装置において、前記溝の深さは、前記溝通路に沿って前記回転軸に近付くほど浅くなってもよい。
この形態の可塑化装置によれば、溝内を搬送される溶融材料の圧力を効果的に高めることができるため、可塑化装置からの溶融材料の圧送をより安定化できる。
【００７２】
（６）本開示の第２の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、材料を可塑化して溶融材料にする可塑化部と、前記可塑化部から供給された前記溶融材料をステージに向かって吐出するノズルと、を備え、前記可塑化部は、回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を有し、前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する。
この形態の三次元造形装置によれば、隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定できるので、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を少なくできる。そのため、溝内を搬送される溶融材料の圧力低下を抑制できるので、可塑化部からノズルに溶融材料を安定して供給できる。
【００７３】
（７）本開示の第３の形態によれば、射出成形装置が提供される。この射出成形装置は、材料を可塑化して溶融材料にする可塑化部と、前記可塑化部から供給された前記溶融材料を金型に射出するノズルと、を備え、前記可塑化部は、回転軸を中心に回転し、溝が渦状に延びた溝通路が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝通路に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記スクリューの回転と前記加熱部による加熱とによって前記溶融材料が排出される排出口が前記対向面に設けられたバレルと、を有し、前記溝は、第１側壁部と、前記第１側壁部よりも前記回転軸から離れた位置に設けられた第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間を接続する底面部とによって画定されており、前記溝通路は、前記回転軸に沿って前記底面部から離れるほど前記第１側壁部と前記第２側壁部との間隔が狭くなる前記溝を有する。
この形態の射出成形装置によれば、隣接する溝同士のスクリューの表面に沿った間隔を大きく設定できるので、溝を区画する側壁部を越えて逆流する溶融材料の量を少なくできる。そのため、溝内を搬送される溶融材料の圧力低下を抑制できるので、可塑化部からノズルに溶融材料を安定して供給できる。
【００７４】
本開示は、可塑化装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形装置、射出成形装置、スクリュー等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００７５】
２０…材料供給部、２２…供給路、３０，３０ｂ，３０ｃ…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、３３…シャフト、４０，４０ｂ，４０ｃ…フラットスクリュー、４１…上面、４２…溝形成面、４３…側面、４４，４４ｂ，４４ｃ…凸条部、４６…中央部、４８…材料導入口、５０，５０ｂ…バレル、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…排出口、５８…ヒーター、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…ノズル孔、６５…供給流路、９０，９０ｂ，９０ｃ…溝部、９１，９１ｂ，９１ｃ…第１側壁部、９２，９２ｂ，９２ｃ…第２側壁部、９３，９３ｂ，９３ｃ…底面部、１００，１００ｃ…三次元造形装置、２００…造形ユニット、３００…ステージ、３１０…造形面、４００…移動機構、５００…制御部、７００…射出成形装置、７１０…射出制御機構、７１１…射出シリンダー、７１２…プランジャー、７１３…プランジャー駆動部、７２０…ノズル、７３０…金型部、７３１…可動金型、７３２…固定金型、７４０…型締装置、７４１…金型駆動部、７５０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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