(57)【要約】【課題】可塑化装置が組み込まれた装置の構成を複雑化させることなく、複数のノズルに溶融材料を供給可能な可塑化装置を提案する。【解決手段】可塑化装置は、駆動モーターと、駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、回転軸に垂直な端面を有する回転体と、回転体の端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、回転体とバレルとの間に材料を供給する材料供給部とを備える。バレルの底面には、溶融材料が流出する第１連通孔と、第１連通孔に接続された第１溝部と、溶融材料が流出する第２連通孔と、第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される。【選択図】図４
2020049693.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、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、前記回転軸に垂直な端面を有する回転体と、
前記回転体の前記端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、
前記回転体と前記バレルとの間に前記材料を供給する材料供給部と、
を備え、
前記バレルの前記底面には、前記溶融材料が流出する第１連通孔と、前記第１連通孔に接続された第１溝部と、前記溶融材料が流出する第２連通孔と、前記第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される、
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溝部と前記第２溝部とは、それぞれ、渦状に形成される、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、
前記第１溝部の形状は、前記第２溝部の形状とは異なる、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、
前記回転体は、前記端面に交差する側面から外周に向かって突き出した、板状の複数の羽根部を有する、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、
前記バレルは、前記第１溝部に前記材料を供給する第１供給口と、前記第２溝部に前記材料を供給する第２供給口とを有する、可塑化装置。
【請求項６】
三次元造形装置であって、
造形材料を吐出する第１ノズルおよび第２ノズルと、
材料を可塑化して前記造形材料にして、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルに前記造形材料を供給する可塑化装置と、
前記可塑化装置を制御する制御部と、
を備え、
前記可塑化装置は、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、前記回転軸に垂直な端面を有する回転体と、
前記回転体の前記端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、
前記回転体と前記バレルとの間に前記材料を供給する材料供給部と、
を備え、
前記バレルの前記底面には、前記第１ノズルへと前記造形材料が流出する第１連通孔と、前記第１連通孔に接続された第１溝部と、前記第２ノズルへと前記造形材料が流出する第２連通孔と、前記第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される、三次元造形装置。
【請求項７】
請求項６に記載の三次元造形装置であって、
前記第１ノズルと前記第２ノズルとは、ノズル径とノズル長さのうちの少なくとも一方が異なる、三次元造形装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の三次元造形装置であって、
前記第１連通孔と前記第１ノズルとの間と、前記第２連通孔と前記第２ノズルとの間とのうちの少なくとも一方に、弁機構を備える、三次元造形装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記第１ノズルのノズル径は、前記第２ノズルのノズル径よりも小さく、
前記第１溝部の断面積は、前記第２溝部の断面積よりも小さい、三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可塑化装置および三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、端面に螺旋溝が形成されたローターと、ローターの螺旋溝が形成された端面に対向し、中心に１つの連通孔を有するバレルとを備えた可塑化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した可塑化装置は、バレルの中心に１つしか連通孔が設けられていない。そのため、例えば、三次元造形装置にこの可塑化装置を用いて、複数のノズルに溶融材料を供給する場合には、それぞれのノズルに対して、１つずつ可塑化装置を設ける必要があり、三次元造形装置の構成が複雑化する。そこで、本願は、可塑化装置が組み込まれた装置の構成を複雑化させることなく、複数のノズルに溶融材料を供給可能な可塑化装置を提案する。
【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、駆動モーターと、前記駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、前記回転軸に垂直な端面を有する回転体と、前記回転体の前記端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、前記回転体と前記バレルとの間に前記材料を供給する材料供給部と、を備える。前記バレルの前記底面には、前記溶融材料が流出する第１連通孔と、前記第１連通孔に接続された第１溝部と、前記溶融材料が流出する第２連通孔と、前記第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態におけるフラットスクリューの構成を示す斜視図。
【図３】第１実施形態におけるバレルの底面の構成を示す上面図。
【図４】第２実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図。
【図５】第２実施形態におけるバレルの底面の構成を示す上面図。
【図６】第２実施形態におけるバレルのVI−VI線断面。
【図７】第３実施形態におけるバレルの底面の構成を示す上面図。
【図８】他の形態における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】
本実施形態の三次元造形装置１００は、ノズル部６０と流量調節機構７０と可塑化装置９０とを有する吐出ユニット２００と、造形テーブル３１０と、移動機構３２０と、制御部５００とを備えている。本実施形態の三次元造形装置１００では、制御部５００の制御下において、可塑化装置９０によって可塑化された造形材料がノズル部６０に供給され、ノズル部６０のノズル孔６１から吐出された造形材料が造形テーブル３１０上に積層されることによって、三次元造形物が造形される。尚、造形材料のことを溶融材料と呼ぶこともある。
【０００９】
移動機構３２０は、造形テーブル３１０と吐出ユニット２００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３２０は、吐出ユニット２００に対して、造形テーブル３１０を移動させる。本実施形態の移動機構３２０は、３つのモーターの駆動力によって、造形テーブル３１０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。
【００１０】
移動機構３２０は、造形テーブル３１０を移動させる構成ではなく、造形テーブル３１０を移動させずに、吐出ユニット２００を移動させる構成であってもよい。また、移動機構３２０は、造形テーブル３１０と吐出ユニット２００との両方を移動させる構成であってもよい。造形テーブル３１０と吐出ユニット２００との相対的な位置を変化させられる構成であればよい。
【００１１】
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、吐出ユニット２００と、移動機構３２０との動作を制御して、三次元造形物を造形する造形処理を実行する。動作には、造形テーブル３１０に対する吐出ユニット２００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。
【００１２】
可塑化装置９０は、材料供給部２０と、可塑化部３０とを備えている。材料供給部２０と可塑化部３０との間は、供給路２２によって連通している。可塑化部３０とノズル部６０のノズル孔６１との間は、連通孔５５によって連通している。可塑化装置９０は、固体状態の材料の少なくとも一部を溶融させてペースト状にした造形材料をノズル部６０に供給する。
【００１３】
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。本実施形態の材料は、ペレット状のＡＢＳ樹脂である。本実施形態の材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部２０に収容された材料は、材料供給部２０の下方に設けられた供給路２２を介して、可塑化部３０に供給される。
【００１４】
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。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は、制御部５００の制御下で駆動することによって、回転軸ＲＸを中心にしてフラットスクリュー４０を回転させる。尚、フラットスクリュー４０のことを回転体と呼ぶこともある。スクリューケース３１のことを単にケースと呼ぶこともある。
【００１５】
本実施形態では、フラットスクリュー４０は、回転軸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。フラットスクリュー４０の上面には、駆動モーター３２が接続されている。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内において、回転軸ＲＸを中心に回転する。フラットスクリュー４０は、駆動モーター３２が接続された面とは反対側に、回転軸ＲＸに垂直な端面４５を有している。フラットスクリュー４０は、端面４５に交差する側面４６を有している。尚、フラットスクリュー４０の詳細な形状は、図２を用いて後述する。
【００１６】
本実施形態では、バレル５０は、スクリューケース３１の下側に固定されている。バレル５０は、フラットスクリュー４０の端面４５に対向する底面５１を有している。底面５１には、フラットスクリュー４０の回転軸ＲＸ上の位置に、連通孔５５が設けられている。底面５１における連通孔５５の周りには、渦状の溝部５６が設けられている。バレル５０には、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。尚、バレル５０の詳細な形状は、図３を用いて後述する。
【００１７】
本実施形態では、バレル５０とスクリューケース３１とによって、フラットスクリュー４０の側面４６に対向し、底面５１の外周に沿って立設された側壁面５２が構成されている。本実施形態では、側壁面５２の上側の部分は、スクリューケース３１の内壁面によって構成されている。スクリューケース３１の内壁面には、材料供給部２０に連通する供給口２５が設けられている。側壁面５２の下側の部分は、バレル５０の底面５１から立設した壁面によって構成されている。尚、スクリューケース３１の内壁面がバレル５０の底面５１まで延びていることによって、側壁面５２は、スクリューケース３１のみによって構成されてもよい。バレル５０の底面から立設した壁面が、フラットスクリュー４０の上面よりも上側まで延びていることによって、側壁面５２は、バレル５０のみによって構成されてもよい。
【００１８】
本実施形態では、側壁面５２を構成するバレル５０の壁面は、底面５１と交差する位置に、傾斜部５３を有している。傾斜部５３は、底面５１側に向かうにつれて、底面５１の中心に近付くように傾斜している。
【００１９】
フラットスクリュー４０の側面４６と、側壁面５２とによって、材料供給部２０から溝部５６に材料を供給する供給空間５９が画定される。供給空間５９は、供給口２５から溝部５６内へと、材料が流通可能な空間である。
【００２０】
流量調節機構７０には、弁機構７１が設けられている。本実施形態の弁機構７１は、バタフライバルブによって構成されている。弁機構７１は、制御部５００の制御下において開閉し、連通孔５５とノズル孔６１との間の連通と、非連通とを切替える。
【００２１】
ノズル部６０内には、ノズル流路６２と、ノズル孔６１とが設けられている。ノズル孔６１は、ノズル部６０における、大気に連通する側の端部に設けられた流路断面が縮小された部分である。ノズル流路６２には、流量調節機構７０を介して、可塑化装置９０から造形材料が供給される。ノズル流路６２に供給された造形材料は、ノズル孔６１から吐出される。本実施形態では、ノズル流路６２の径は、連通孔５５の径と同じである。尚、ノズル流路６２の径は、連通孔５５よりも小さくてもよい。ノズル孔６１のノズル径Ｄｎは、ノズル流路６２の径よりも小さい。尚、ノズル径Ｄｎとは、ノズル孔６１の大気に連通する側の端部における径である。
【００２２】
図２は、第１実施形態におけるフラットスクリュー４０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。本実施形態のフラットスクリュー４０は、本体部４１と、フランジ部４２と、複数の羽根部４３とを備えている。本実施形態のフラットスクリュー４０では、本体部４１と、フランジ部４２と、複数の羽根部４３とが一体として成形されている。
【００２３】
本体部４１は、略円柱形状を有している。本体部４１は、上述した端面４５を有している。本体部４１における端面４５付近の径は、端面４５に向かうにつれて、小さくなっている。
【００２４】
フランジ部４２は、本体部４１の軸方向における端面４５とは反対側に設けられた、円盤状の部分である。フランジ部４２の半径は、本体部４１の半径よりも大きい。
【００２５】
羽根部４３は、本体部４１の側面４６から、本体部４１の径方向に向かって突き出した板状の部分である。羽根部４３は、本体部４１の軸方向における端面４５とフランジ部４２との間に設けられている。羽根部４３は、本体部４１の側面４６と、フランジ部４２とに接続されている。羽根部４３における端面４５側は、バレル５０の傾斜部５３に干渉しないように傾斜している。本実施形態では、８つの羽根部４３が、本体部４１の周方向において等間隔に配置されている。
【００２６】
図３は、第１実施形態におけるバレル５０の底面５１の構成を示す上面図である。バレル５０の底面５１には、上述したとおり、連通孔５５と、渦状の溝部５６とが形成されている。尚、図３では、技術の理解を容易にするために、溝部５６にハッチングが施されている。
【００２７】
連通孔５５は、底面５１の中央に設けられている。溝部５６は、中央部１５１と、渦状部１５２と、材料流入部１５３とを有している。中央部１５１は、連通孔５５の周りの円形の窪みである。渦状部１５２の一端は、中央部１５１を介して連通孔５５に接続されている。渦状部１５２は、中央部１５１を中心として、底面５１の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。渦状部１５２は、インボリュート曲線状や螺旋状に延びるように構成されてもよい。
【００２８】
本実施形態では、渦の接線方向に垂直な渦状部１５２の断面は、矩形断面である。本実施形態の渦状部１５２の断面積は一定である。本実施形態では、渦状部１５２の断面が矩形断面であるため、渦状部１５２の断面積は、渦状部１５２の溝における幅と深さとの積によって算出できる。尚、渦状部１５２の断面は、矩形でなくてもよい。渦状部１５２の断面は、例えば、半円形状であってもよい。この場合、渦状部１５２の断面積は、円周率と渦状部１５２の溝の半径とを用いて算出できる。
【００２９】
渦状部１５２の他端は、材料流入部１５３に接続されている。材料流入部１５３は、底面５１の外周縁に設けられた渦状部１５２よりも幅広な溝状の部分である。材料流入部１５３の上方には、供給路２２の供給口２５が配置されている。
【００３０】
上述した三次元造形装置１００の構成によれば、制御部５００によって三次元造形物を造形する造形処理が実行されると、材料供給部２０内の材料が、供給口２５を通って、回転しているフラットスクリュー４０の側面４６と、スクリューケース３１とバレル５０とによって構成された側壁面５２との間の供給空間５９に供給される。
【００３１】
本実施形態では、回転しているフラットスクリュー４０の羽根部４３が、供給空間５９内を周回している。そのため、供給口２５から供給された材料は、回転しているフラットスクリュー４０の各羽根部４３の間に、順次、充填される。羽根部４３の間に充填された材料の一部は、材料流入部１５３に重なったタイミングにて、材料流入部１５３内に供給される。材料流入部１５３内に材料を供給したことによって、充填された材料の量が減少した羽根部４３の間には、供給口２５に重なったタイミングにて、供給口２５から材料が補充される。そのため、フラットスクリュー４０が回転している間、供給空間５９内には、材料が充満している。
【００３２】
材料流入部１５３内に供給された材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、渦状部１５２内へと輸送される。渦状部１５２内に輸送された材料は、フラットスクリュー４０の回転と、バレル５０に内蔵されたヒーター５８による加熱とによって、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となる。造形材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、渦状部１５２内を輸送されて、連通孔５５へと圧送される。連通孔５５を介してノズル部６０に供給された造形材料は、ノズル孔６１から造形テーブル３１０上に向かって吐出される。
【００３３】
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、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とバレル５０との間に設けられた供給空間５９に蓄えられるので、供給空間５９から溝部５６に対して、連続的に材料を供給することができる。そのため、連通孔５５に圧送される造形材料の圧力の変動を抑制できるので、連通孔５５から吐出される造形材料の流量の変動を抑制できる。したがって、ノズル孔６１から吐出される造形材料の流量の変動を抑制できる。
【００３４】
また、本実施形態では、回転するフラットスクリュー４０の径方向に突き出した羽根部４３によって、供給空間５９内の材料を撹拌できる。そのため、バレル５０に材料が付着して、供給空間５９が閉塞することを抑制できる。
【００３５】
また、本実施形態では、傾斜部５３の上方に設けられた供給口２５から供給された材料は、傾斜部５３に沿って流れて、材料流入部１５３へと円滑に流入する。そのため、材料流入部１５３に材料がより供給されやすくできる。
【００３６】
尚、本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられたが、吐出ユニット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。
【００３７】
主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、可塑化装置９０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。
【００３８】
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）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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などのエンジニアリングプラスチック。
【００３９】
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、可塑化装置９０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６１から吐出された後、温度の低下によって硬化する。
【００４０】
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６１から射出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂は、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル孔６１からの射出時には約２００℃であることが望ましい。このように高温の状態で造形材料を射出するために、ノズル孔６１の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【００４１】
吐出ユニット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、可塑化装置９０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。
【００４２】
吐出ユニット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、造形テーブル３１０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。
【００４３】
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、可塑化装置９０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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態の三次元造形装置１００ｂの概略構成を示す説明図である。第２実施形態の三次元造形装置１００ｂでは、吐出ユニット２００ｂが第１ノズル部６０Ａと、第２ノズル部６０Ｂとを備えていることが第１実施形態と異なる。また、第２実施形態の三次元造形装置１００ｂでは、可塑化装置９０ｂにおける可塑化部３０ｂの構成が第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。
【００４７】
第１ノズル部６０Ａ内には、第１ノズル流路６２Ａと、第１ノズル孔６１Ａとが設けられている。第１ノズル孔６１Ａは、第１ノズル部６０Ａにおける、大気に連通する側の端部に設けられた流路断面が縮小された部分である。第１ノズル流路６２Ａには、流量調節機構７０ｂを介して、可塑化装置９０ｂから造形材料が供給される。第１ノズル流路６２Ａに供給された造形材料は、第１ノズル孔６１Ａから吐出される。本実施形態では、第１ノズル流路６２Ａの径は、第１連通孔５５Ａの径と同じである。尚、第１ノズル流路６２Ａの径は、第１連通孔５５Ａよりも小さくてもよい。第１ノズル孔６１Ａのノズル径Ｄｎ１は、第１ノズル流路６２Ａの径よりも小さい。
【００４８】
第２ノズル部６０Ｂ内には、第２ノズル流路６２Ｂと、第２ノズル孔６１Ｂとが設けられている。第２ノズル孔６１Ｂは、第２ノズル部６０Ｂにおける、大気に連通する側の端部に設けられた流路断面が縮小された部分である。第２ノズル流路６２Ｂには、流量調節機構７０ｂを介して、可塑化装置９０ｂから造形材料が供給される。第２ノズル流路６２Ｂに供給された造形材料は、第２ノズル孔６１Ｂから吐出される。本実施形態では、第２ノズル流路６２Ｂの径は、第２連通孔５５Ｂの径と同じである。尚、第２ノズル流路６２Ｂの径は、第２連通孔５５Ｂよりも小さくてもよい。第２ノズル孔６１Ｂのノズル径Ｄｎ２は、第２ノズル流路６２Ｂの径よりも小さい。
【００４９】
本実施形態では、第１ノズル孔６１Ａのノズル径Ｄｎ１は、第２ノズル孔６１Ｂのノズル径Ｄｎ２よりも小さい。第１ノズル孔６１Ａのノズル長さＬｎ１は、第２ノズル孔６１Ｂのノズル長さＬｎ２と同じである。尚、ノズル長さＬｎ１，Ｌｎ２とは、ノズル孔６１Ａ，６１Ｂにおける可塑化装置９０側の端部から大気に連通する側の端部までの流路長である。
【００５０】
本実施形態では、可塑化部３０ｂにおけるバレル５０ｂの底面５１に、第１連通孔５５Ａと、第２連通孔５５Ｂと、第１連通孔５５Ａに接続する渦状の第１溝部５６Ａと、第２連通孔５５Ｂに接続する渦状の第２溝部５６Ｂとが形成されている。第１連通孔５５Ａは、第１ノズル孔６１Ａに連通している。第２連通孔５５Ｂは、第２ノズル孔６１Ｂに連通している。尚、本実施形態のバレル５０ｂの詳細な形状は、図５を用いて後述する。
【００５１】
流量調節機構７０ｂには、第１弁機構７１Ａと、第２弁機構７１Ｂとが設けられている。本実施形態の第１弁機構７１Ａと、第２弁機構７１Ｂとは、それぞれ、バタフライバルブによって構成されている。第１弁機構７１Ａは、制御部５００の制御下において開閉し、第１連通孔５５Ａと第１ノズル孔６１Ａとの間の連通と、非連通とを切替える。第２弁機構７１Ｂは、制御部５００の制御下において開閉し、第２連通孔５５Ｂと第２ノズル孔６１Ｂとの間の連通と、非連通とを切替える。
【００５２】
図５は、第２実施形態におけるバレル５０ｂの底面５１の構成を示す上面図である。本実施形態では、上述したとおり、第１連通孔５５Ａと、第２連通孔５５Ｂと、第１連通孔５５Ａに接続する第１溝部５６Ａと、第２連通孔５５Ｂに接続する第２溝部５６Ｂとが設けられている。尚、図５では、技術の理解を容易にするために、第１溝部５６Ａと第２溝部５６Ｂとにハッチングが施されている。
【００５３】
第１溝部５６Ａは、第１中央部１５１Ａと、第１渦状部１５２Ａと、第１材料流入部１５３Ａとを有している。第１中央部１５１Ａは、第１連通孔５５Ａの周りの円形の窪みである。第１渦状部１５２Ａの一端は、第１中央部１５１Ａを介して第１連通孔５５Ａに接続されている。第１渦状部１５２Ａは、第１中央部１５１Ａを中心として、底面５１の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。第１渦状部１５２Ａの他端は、第１材料流入部１５３Ａに接続されている。第１材料流入部１５３Ａは、底面５１の外周縁に設けられた第１渦状部１５２Ａよりも幅広な溝状の部分である。本実施形態では、第１材料流入部１５３Ａの上方における傾斜部５３に、第１供給口２５Ａが配置されている。材料供給部２０と第１供給口２５Ａとの間は、第１供給路２２Ａによって接続されている。
【００５４】
第２溝部５６Ｂは、第２中央部１５１Ｂと、第２渦状部１５２Ｂと、第２材料流入部１５３Ｂとを有している。第２中央部１５１Ｂは、第２連通孔５５Ｂの周りの円形の窪みである。第２渦状部１５２Ｂの一端は、第２中央部１５１Ｂを介して第２連通孔５５Ｂに接続されている。第２渦状部１５２Ｂは、第２中央部１５１Ｂを中心として、底面５１の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。本実施形態では、第１渦状部１５２Ａの渦に沿った長さと、第２渦状部１５２Ｂの渦に沿った長さとは、同じである。第２材料流入部１５３Ｂは、底面５１の外周縁に設けられた第２渦状部１５２Ｂよりも幅広な溝状の部分である。本実施形態では、第２材料流入部１５３Ｂの上方における傾斜部５３に、第２供給口２５Ｂが配置されている。材料供給部２０と第２供給口２５Ｂとの間は、第２供給路２２Ｂによって接続されている。
【００５５】
図６は、図５におけるバレル５０ｂのVI−VI線断面である。本実施形態では、第１渦状部１５２Ａの形状と、第２渦状部１５２Ｂの形状とが異なる。具体的には、第１渦状部１５２Ａの幅Ｗ１は、第２渦状部１５２Ｂの幅Ｗ２よりも小さい。第１渦状部１５２Ａの深さＨ１は、第２渦状部１５２Ｂの深さＨ２と同じである。そのため、第１渦状部１５２Ａの断面積Ａ１は、第２渦状部１５２Ｂの断面積Ａ２よりも小さい。本実施形態では、第１渦状部１５２Ａの断面積Ａ１は一定であり、第２渦状部１５２Ｂの断面積Ａ２は一定である。
【００５６】
上述した三次元造形装置１００ｂの構成によれば、制御部５００によって三次元造形物を造形する造形処理が実行されると、材料供給部２０内の材料が、第１供給路２２Ａを通って第１供給口２５Ａから回転しているフラットスクリュー４０の側面４６と側壁面５２との間の供給空間５９内に供給される。また、材料供給部２０内の材料が、第２供給路２２Ｂを通って第２供給口２５Ｂから回転しているフラットスクリュー４０の側面４６と側壁面５２との間の供給空間５９内に供給される。
【００５７】
本実施形態では、第１供給口２５Ａから供給空間５９内に供給された材料の一部は、フラットスクリュー４０の羽根部４３の間を通って、第１供給口２５Ａの下方に設けられた第１材料流入部１５３Ａへと流入する。第１材料流入部１５３Ａに流入せずに供給空間５９内に留まった材料は、回転するフラットスクリュー４０の羽根部４３によって、第２材料流入部１５３Ｂに輸送され、第２材料流入部１５３Ｂに流入する。第２材料流入部１５３Ｂに流入せずに供給空間５９内に留まった材料は、回転するフラットスクリュー４０の羽根部４３によって、再び、第１材料流入部１５３Ａに輸送され、第１材料流入部１５３Ａに流入する。
【００５８】
第２供給口２５Ｂから供給空間５９内に供給された材料の一部は、フラットスクリュー４０の羽根部４３の間を通って、第２供給口２５Ｂの下方に設けられた第２材料流入部１５３Ｂへと流入する。第２材料流入部１５３Ｂに流入せずに供給空間５９内に留まった材料は、回転するフラットスクリュー４０の羽根部４３によって、第１材料流入部１５３Ａに輸送され、第１材料流入部１５３Ａに流入する。第１材料流入部１５３Ａに流入せずに供給空間５９内に留まった材料は、回転するフラットスクリュー４０の羽根部４３によって、再び、第２材料流入部１５３Ｂに輸送され、第２材料流入部１５３Ｂに流入する。
【００５９】
第１材料流入部１５３Ａへと流入した材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、第１渦状部１５２Ａ内へと輸送される。第１渦状部１５２Ａ内に輸送された材料は、フラットスクリュー４０の回転と、バレル５０ｂに内蔵されたヒーター５８による加熱とによって、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となる。造形材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、第１渦状部１５２Ａ内を輸送されて、第１連通孔５５Ａへと圧送される。
【００６０】
第２材料流入部１５３Ｂへと流入した材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、第２渦状部１５２Ｂ内へと輸送される。第２渦状部１５２Ｂ内に輸送された材料は、フラットスクリュー４０の回転と、バレル５０ｂに内蔵されたヒーター５８による加熱とによって、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となる。造形材料は、フラットスクリュー４０の回転によって、第２渦状部１５２Ｂ内を輸送されて、第２連通孔５５Ｂへと圧送される。
【００６１】
本実施形態では、内部形状よりも高い寸法精度が要求される三次元造形物の外観形状を造形する場合には、制御部５００は、第２弁機構７１Ｂを閉弁するとともに、第１弁機構７１Ａを開弁することによって、小径の第１ノズル孔６１Ａから造形材料を造形テーブル３１０上に向かって吐出させて、三次元造形物を造形する。外観形状とは、三次元造形物の完成形状における外部から視認可能な部位を意味する。内部形状とは、外観形状以外の三次元造形物の部位のことを意味する。一方、三次元造形物の内部形状を造形する場合には、制御部５００は、第１弁機構７１Ａを閉弁するとともに、第２弁機構７１Ｂを開弁することによって、大径の第２ノズル孔６１Ｂから造形材料を造形テーブル３１０上に向かって吐出させて、三次元造形物を造形する。
【００６２】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００ｂによれば、一対のフラットスクリュー４０とバレル５０ｂとによって、材料を可塑化して、第１連通孔５５Ａと第２連通孔５５Ｂから造形材料を吐出できる。そのため、可塑化装置９０ｂが組み込まれた三次元造形装置１００ｂの構成を複雑化させることなく、第１ノズル部６０Ａと第２ノズル部６０Ｂとに造形材料を供給できる。
【００６３】
また、本実施形態では、バレル５０ｂに形成された第１溝部５６Ａが第１渦状部１５２Ａを有し、第２溝部５６Ｂが第２渦状部１５２Ｂを有する。そのため、フラットスクリュー４０の回転によって、材料を第１溝部５６Ａ内において溶融させて、第１連通孔５５Ａに向かって輸送させやすくできる。また、フラットスクリュー４０の回転によって、材料を第２溝部５６Ｂ内において溶融させて、第２連通孔５５Ｂに向かって輸送させやすくできる。
【００６４】
また、本実施形態では、第１渦状部１５２Ａの形状と第２渦状部１５２Ｂの形状とが異なるため、第１連通孔５５Ａと第２連通孔５５Ｂとから、異なる流量や、異なる圧力の造形材料を吐出することができる。特に、本実施形態では、第１連通孔５５Ａに連通する第１渦状部１５２Ａの断面積Ａ１が、第２連通孔５５Ｂに連通する第２渦状部１５２Ｂの断面積Ａ２よりも小さい。そのため、小径の第１ノズル孔６１Ａに連通する第１連通孔５５Ａに圧送される造形材料の圧力を、大径の第２ノズル孔６１Ｂに連通する第２連通孔５５Ｂに圧送される造形材料の圧力よりも高めることができる。したがって、第２ノズル孔６１Ｂよりも抵抗の大きい第１ノズル孔６１Ａからの造形材料の吐出量の低下を抑制できる。
【００６５】
また、本実施形態では、羽根部４３によって、フラットスクリュー４０とバレル５０ｂ内の材料を撹拌できるため、第１材料流入部１５３Ａと第２材料流入部１５３Ｂとに、材料を流入させやすくできる。
【００６６】
また、本実施形態では、第１ノズル孔６１Ａのノズル径Ｄｎ１は、第２ノズル孔６１Ｂのノズル径Ｄｎ２よりも小さい。そのため、三次元造形物の内部形状よりも、寸法精度や面粗度について高い品質が求められる外観形状を、小径の第１ノズル孔６１Ａから造形材料を吐出させることによって、緻密に造形できる。また、三次元造形物の内部形状を、大径の第２ノズル孔６１Ｂから造形材料を吐出させることによって、短時間で造形できる。
【００６７】
また、本実施形態では、第１弁機構７１Ａによって、第１ノズル孔６１Ａからの造形材料の吐出のオンオフを切替えることができ、第２弁機構７１Ｂによって、第２ノズル孔６１Ｂからの造形材料の吐出のオンオフを切替えることができる。そのため、第１ノズル孔６１Ａから造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する際には、第２ノズル孔６１Ｂから造形材料が漏洩することを抑制でき、第２ノズル孔６１Ｂから造形材料を吐出させて三次元造形物を造形する際には、第１ノズル孔６１Ａから造形材料が漏洩することを抑制できる。
【００６８】
また、本実施形態では、第１材料流入部１５３Ａの上方における傾斜部５３に、第１供給口２５Ａが配置されており、第２材料流入部１５３Ｂの上方における傾斜部５３に、第２供給口２５Ｂが配置されている。そのため、各材料流入部１５３Ａ，１５３Ｂに近い位置から供給空間５９に材料を供給できるので、各材料流入部１５３Ａ，１５３Ｂに対して、材料がより流入しやすくできる。
【００６９】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態におけるバレル５０ｃの底面５１の構成を示す上面図である。第３実施形態の三次元造形装置１００ｃでは、吐出ユニット２００ｃにおけるバレル５０ｃの形態が第２実施形態と異なる。具体的には、バレル５０ｃの底面５１には、それぞれが別々のノズル孔６１に連通する、第１連通孔５５Ａと、第２連通孔５５Ｂと、第３連通孔５５Ｃと、第４連通孔５５Ｄとが形成されている。また、バレル５０ｃの底面５１には、第１連通孔５５Ａに接続する第１溝部５６Ａと、第２連通孔５５Ｂに接続する第２溝部５６Ｂと、第３連通孔５５Ｃに接続する第３溝部５６Ｃと、第４連通孔５５Ｄに接続する第４溝部５６Ｄとが形成されている。バレル５０ｃにおける側壁面５２を構成する部分には、第１溝部５６Ａに材料を供給する第１供給口２５Ａと、第２溝部５６Ｂに材料を供給する第２供給口２５Ｂと、第３溝部５６Ｃに材料を供給する第３供給口２５Ｃと、第４溝部５６Ｄに材料を供給する第４供給口２５Ｄとが形成されている。その他の構成は、特に説明しない限り、第２実施形態と同じである。尚、図７では、技術の理解を容易にするために、各溝部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄにハッチングが施されている。
【００７０】
第１溝部５６Ａは、第１中央部１５１Ａと、第１渦状部１５２Ａと、第１材料流入部１５３Ａとを有している。第１中央部１５１Ａは、第１連通孔５５Ａの周りの円形の窪みである。第１渦状部１５２Ａの一端は、第１中央部１５１Ａを介して第１連通孔５５Ａに接続されている。第１渦状部１５２Ａは、第１中央部１５１Ａを中心として、底面５１の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。第１渦状部１５２Ａの他端は、第１材料流入部１５３Ａに接続されている。第１材料流入部１５３Ａは、底面５１の外周縁に設けられた第１渦状部１５２Ａよりも幅広な溝状の部分である。第１材料流入部１５３Ａの上方における傾斜部５３に、第１供給口２５Ａが配置されている。
【００７１】
第２溝部５６Ｂは、第２中央部１５１Ｂと、第２渦状部１５２Ｂと、第２材料流入部１５３Ｂとを有している。第２溝部５６Ｂは、第１溝部５６Ａを、底面５１の中心を軸に、時計回りに９０度回転させた形状を有している。第２材料流入部１５３Ｂの上方における傾斜部５３に、材料供給部２０に連通する第２供給口２５Ｂが配置されている。
【００７２】
第３溝部５６Ｃは、第３中央部１５１Ｃと、第３渦状部１５２Ｃと、第３材料流入部１５３Ｃとを有している。第３溝部５６Ｃは、第２溝部５６Ｂを、底面５１の中心を軸に、時計回りに９０度回転させた形状を有している。第３材料流入部１５３Ｃの上方における傾斜部５３に、材料供給部２０に連通する第３供給口２５Ｃが配置されている。
【００７３】
第４溝部５６Ｄは、第４中央部１５１Ｄと、第４渦状部１５２Ｄと、第４材料流入部１５３Ｄとを有している。第４溝部５６Ｄは、第３溝部５６Ｃを、底面５１の中心を軸に、時計回りに９０度回転させた形状を有している。第４材料流入部１５３Ｄの上方における傾斜部５３に、材料供給部２０に連通する第４供給口２５Ｄが配置されている。
【００７４】
本実施形態では、材料供給部２０と、各供給口２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄとの間は、４つの供給路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄによって接続されている。尚、４つの材料供給部２０が設けられ、各供給口２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄは、各供給路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄを介して、各材料供給部２０に連通してもよい。例えば、第１供給口２５Ａは、第１供給路２２Ａを介して、第１材料供給部に連通し、第２供給口２５Ｂは、第２供給路２２Ｂを介して、第２材料供給部に連通し、第３供給口２５Ｃは、第３供給路２２Ｃを介して、第３材料供給部に連通し、第４供給口２５Ｄは、第４供給路２２Ｄを介して、第４材料供給部に連通してもよい。各材料供給部２０には、別々の種類の材料が収容されてもよい。
【００７５】
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、各材料流入部１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄの上方における傾斜部５３に、各供給口２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄが配置されている。そのため、各材料流入部１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄに近い位置から供給空間５９に材料を供給できるので、各材料流入部１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄに対して、材料がより流入しやすくできる。
【００７６】
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１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、フラットスクリュー４０の羽根部４３は、回転軸ＲＸに平行に設けられている。これに対して、羽根部４３は、回転軸ＲＸに対して傾斜した面を有してもよい。具体的には、回転しているフラットスクリュー４０の羽根部４３において、フラットスクリュー４０の回転方向における前側の面に材料が接触した際に、材料が端面４５側に向かって押し出されるように、フラットスクリュー４０の回転方向における前側の羽根部４３の面が、回転軸ＲＸに対して傾斜してもよい。この場合、回転するフラットスクリュー４０の羽根部４３によって、フラットスクリュー４０とバレル５０との間の材料を、バレル５０の底面５１に向かって圧送できる。そのため、溝部５６に対して、材料がより供給されやすくできる。
【００７７】
（Ｄ２）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、渦状部１５２の断面積は一定である。これに対して、渦状部１５２の断面積は、連通孔５５に向かうにつれて小さくなってもよい。例えば、渦状部１５２は、連通孔５５に向かうにつれて、幅が狭くなるように形成されてもよいし、連通孔５５に向かうにつれて、深さが浅くなるように形成されてもよい。この場合、渦状部１５２内から連通孔５５に圧送される造形材料の圧力を高めることができる。
【００７８】
（Ｄ３）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、フラットスクリュー４０は、羽根部４３を有している。これに対して、フラットスクリュー４０は、羽根部４３を有さなくてもよい。この場合であっても、溝部５６に対して、連続的に材料を供給することができる。
【００７９】
（Ｄ４）上述した各実施形態の三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃにおいて、側壁面５２は、傾斜部５３を有している。これに対して、側壁面５２は、傾斜部５３を有さなくてもよい。この場合であっても、供給空間５９から溝部５６に対して、連続的に材料を供給することができる。
【００８０】
（Ｄ５）上述した第２実施形態の三次元造形装置１００ｂにおいて、第１ノズル孔６１Ａの長さＬｎ１と、第２ノズル孔６１Ｂの長さＬｎ２とは、同じである。これに対して、第１ノズル孔６１Ａの長さＬｎ１と、第２ノズル孔６１Ｂの長さＬｎ２とは、異なってもよい。例えば、第１ノズル孔６１Ａの長さＬｎ１の方が、第２ノズル孔６１Ｂの長さＬｎ２よりも長くてもよい。
【００８１】
（Ｄ６）図８は、他の形態としての射出成形装置１１０の概略構成を示す説明図である。吐出ユニット２００ｄは、三次元造形装置１００，１００ｂ，１００ｃの他に、射出成形装置１１０に用いられてもよい。図８に示した射出成形装置１１０では、吐出ユニット２００ｄは、可塑化装置９０と、ノズル部６０とに加えて、射出部６００を備える。可塑化装置９０の構成や機能は、上述したとおりである。尚、図８では、材料供給部２０および供給路２２の図示を省略している。射出部６００は、可塑化装置９０から供給される溶融材料を計量して、型締め状態において、ノズル部６０から、上型７１０と図示しない下型とにより区画される空間へと射出する。射出部６００は、射出シリンダー６１０と、射出プランジャー６２０と、逆止弁６３０と、射出モーター６４０とを有する。射出モーター６４０の駆動によって、射出プランジャー６２０が連通孔５５側とは反対側に摺動することにより、連通孔５５内の溶融材料が射出シリンダー６１０内に引き込まれて計量される。射出モーター６４０の駆動によって、射出プランジャー６２０が連通孔５５側に摺動することにより、射出シリンダー６１０内の溶融材料がノズル部６０側へと圧送されて、上型７１０と下型とにより区画される空間へと射出される。
【００８２】
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。
【００８３】
（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、駆動モーターと、前記駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、前記回転軸に垂直な端面を有する回転体と、前記回転体の前記端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、前記回転体と前記バレルとの間に前記材料を供給する材料供給部と、を備える。前記バレルの前記底面には、前記溶融材料が流出する第１連通孔と、前記第１連通孔に接続された第１溝部と、前記溶融材料が流出する第２連通孔と、前記第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される。
この形態の可塑化装置によれば、一対の回転体とバレルとによって、材料を可塑化して、複数の連通孔から溶融材料を吐出できる。そのため、可塑化装置が組み込まれた装置の構成を複雑化させることなく、複数のノズルに溶融材料を供給できる。
【００８４】
（２）上記形態の可塑化装置において、前記第１溝部と前記第２溝部とは、それぞれ、渦状に形成されてもよい。
この形態の可塑化装置によれば、バレルに形成された各溝部が渦状であるため、回転体の回転によって、材料を各溝部内において溶融させて、連通孔に向かって輸送させやすくできる。
【００８５】
（３）上記形態の可塑化装置において、前記第１溝部の形状は、前記第２溝部の形状とは異なってもよい。
この形態の可塑化装置によれば、各連通孔から異なる流量や異なる圧力の溶融材料を吐出することができる。
【００８６】
（４）上記形態の可塑化装置において、前記回転体は、前記端面に交差する側面から外周に向かって突き出した、板状の複数の羽根部を有してもよい。
この形態の可塑化装置によれば、羽根部によって、回転体とバレルとの間の材料を撹拌できるため、それぞれの溝部内に、材料を流入させやすくできる。
【００８７】
（５）上記形態の可塑化装置において、前記バレルは、前記第１溝部に前記材料を供給する第１供給口と、前記第２溝部に前記材料を供給する第２供給口とを有してもよい。
この形態の可塑化装置によれば、それぞれの溝部に近い位置から材料が供給されるため、それぞれの溝部に材料を流入させやすくできる。
【００８８】
（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、造形材料を吐出する第１ノズルおよび第２ノズルと、材料を可塑化して前記造形材料にして、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルに前記造形材料を供給する可塑化装置と、前記可塑化装置を制御する制御部と、を備える。前記可塑化装置は、駆動モーターと、前記駆動モーターによって回転軸を中心に回転し、前記回転軸に垂直な端面を有する回転体と、前記回転体の前記端面に対向する底面と、ヒーターとを有するバレルと、前記回転体と前記バレルとの間に前記材料を供給する材料供給部と、を備える。前記バレルの前記底面には、前記第１ノズルへと前記造形材料が流出する第１連通孔と、前記第１連通孔に接続された第１溝部と、前記第２ノズルへと前記造形材料が流出する第２連通孔と、前記第２連通孔に接続された第２溝部とが形成される。
この形態の三次元造形装置によれば、一の可塑化装置によって各ノズルに溶融材料を供給できる。そのため、三次元造形装置の構成を複雑化させることなく、複数のノズルから溶融材料を吐出することができる。
【００８９】
（７）上記形態の三次元造形装置において、前記第１ノズルと前記第２ノズルとは、ノズル径とノズル長さのうちの少なくとも一方が異なってもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、それぞれのノズルから異なる流量の造形材料を吐出することができる。
【００９０】
（８）上記形態の三次元造形装置において、前記第１連通孔と前記第１ノズルとの間と、前記第２連通孔と前記第２ノズルとの間とのうちの少なくとも一方に、弁機構を備えてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、それぞれの弁機構によって、それぞれのノズルからの造形材料の吐出のオンオフを切替えることができる。
【００９１】
（９）上記形態の三次元造形装置において、前記第１ノズルのノズル径は、前記第２ノズルのノズル径よりも小さく、前記第１溝部の断面積は、前記第２溝部の断面積よりも小さくてもよい。
この形態の三次元造形装置によれば、第１連通孔に圧送される造形材料の圧力を高めることができるため、ノズル径の小さな第１ノズルから吐出される造形材料の吐出量の低下を抑制できる。
【００９２】
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、三次元造形装置や吐出ユニット等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００９３】
２０…材料供給部、２２…供給路、２２Ａ…第１供給路、２２Ｂ…第２供給路、２２Ｃ…第３供給路、２２Ｄ…第４供給路、２５…供給口、２５Ａ…第１供給口、２５Ｂ…第２供給口、２５Ｃ…第３供給口、２５Ｄ…第４供給口、３０，３０ｂ…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４１…本体部、４２…フランジ部、４３…羽根部、４５…端面、４６…側面、５０…バレル、５１…底面、５２…側壁面、５３…傾斜部、５５…連通孔、５５Ａ…第１連通孔、５５Ｂ…第２連通孔、５５Ｃ…第３連通孔、５５Ｄ…第４連通孔、５６…溝部、５６Ａ…第１溝部、５６Ｂ…第２溝部、５６Ｃ…第３溝部、５６Ｄ…第４溝部、５８…ヒーター、５９…供給空間、６０…ノズル部、６０Ａ…第１ノズル部、６０Ｂ…第２ノズル部、６１…ノズル孔、６１Ａ…第１ノズル孔、６１Ｂ…第２ノズル孔、６２…ノズル流路、６２Ａ…第１ノズル流路、６２Ｂ…第２ノズル流路、７０，７０ｂ…流量調節機構、７１…弁機構、７１Ａ…第１弁機構、７１Ｂ…第２弁機構、９０，９０ｂ…可塑化装置、１００，１００ｂ，１００ｃ…三次元造形装置、１５１…中央部、１５１Ａ…第１中央部、１５１Ｂ…第２中央部、１５１Ｃ…第３中央部、１５１Ｄ…第４中央部、１５２…渦状部、１５２Ａ…第１渦状部、１５２Ｂ…第２渦状部、１５２Ｃ…第３渦状部、１５２Ｄ…第４渦状部、１５３…材料流入部、１５３Ａ…第１材料流入部、１５３Ｂ…第２材料流入部、１５３Ｃ…第３材料流入部、１５３Ｄ…第４材料流入部、２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ…吐出ユニット、３１０…造形テーブル、３２０…移動機構、５００…制御部、６００…射出部、６１０…射出シリンダー、６２０…射出プランジャー、６３０…逆止弁、６４０…射出モーター、７１０…上型。
【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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