CN108527842A - 树脂材料加热装置和树脂材料加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树脂材料加热装置和树脂材料加热方法。对固态的长形树脂材料进行加热的树脂材料加热装置(10)具有通过管道(40)和热风供给机构(42)。通过管道(40)的内径比树脂材料的直径大，从而使树脂材料在与内壁表面分离的状态下通过。热风供给机构(42)向通过管道(40)的内部供给热风。据此，能使固态的长形树脂材料顺利通过，并且对该树脂材料整体大致均匀加热。

Description

树脂材料加热装置和树脂材料加热方法

技术领域

本发明涉及一种对固态(solid)的长形树脂材料进行加热的树脂材料加热装置和树脂材料加热方法。

背景技术

作为能够通过简素的结构来廉价地获得立体造型物的三维打印方法，已知有将塑化(熔化)的树脂制的丝体(filament)层叠为所期望的形状，并在保持该形状的状态下使其固化的、所谓的熔融沉积成型法(FDM,Fused Deposition Modeling)。基于该方法的三维打印装置例如如特表2011-511719号公报所示那样具有树脂材料塑化机构，该树脂材料塑化机构对被连续地供给的固态的长形丝体进行加热，且在使该丝体成为塑化(plasticization)状态之后将其向工作台(stage)等被层叠部排出。

具体而言，该树脂材料塑化机构具有由金属等导热性材料构成的液化管和对液化管进行加热的加热器(heater)。当通过加热器对液化管进行加热，并且从该液化管的一端侧向该液化管连续地供给固态的长形丝体时，该丝体一边与液化管进行热交换一边向液化管的另一端侧移动。据此，被塑化的丝体经由液化管的另一端侧而被向被层叠部排出。

发明内容

另外，在上述三维打印装置中，为了提高固态的丝体的塑化效率，例如可考虑对向树脂材料塑化机构供给之前的丝体进行预加热。在该情况下，在树脂材料塑化机构的前段设置一边使输送中的固态的长形树脂材料(丝体)通过一边对其进行加热的树脂材料加热装置即可。

作为这样的树脂材料加热装置，当如上述的树脂材料塑化机构那样，应用使丝体通过由加热器加热后的液化管的内部的结构时，丝体的外周表面(peripheral surface)熔化而附着于液化管的内壁表面，据此存在妨碍丝体的顺利输送的担忧。

为了避免该问题，例如可考虑代替上述加热器和液化管而使用红外线加热器，通过使丝体通过该红外线加热器的红外线放射范围内来对丝体进行加热。然而，在该情况下，根据红外线加热器与丝体的相对位置而升温特性不同，因此，存在难以获得均匀地升温的丝体的担忧。

本发明的主要目的在于，提供一种能够使固态的长形树脂材料顺利通过，并且对该树脂材料整体大致均匀加热的树脂材料加热装置。

本发明的另一目的在于，提供一种能够使固态的长形树脂材料顺利通过，并且对该树脂材料整体大致均匀加热的树脂材料加热方法。

根据本发明一实施方式，本发明提供一种对固态的长形树脂材料进行加热的树脂材料加热装置，该树脂材料加热装置具有通过管道和热风供给机构，其中，所述通过管道的内径比所述树脂材料的直径大，且使所述树脂材料在与内壁表面分离的状态下通过；所述热风供给机构向所述通过管道的内部供给热风。

在本发明所涉及的树脂材料加热装置中，不使树脂材料与通过管道的内壁表面接触，而通过向该通过管道的内部供给的热风进行加热。据此，即使一边使树脂材料通过通过管道一边对树脂材料进行加热，树脂材料也不会附着于该通过管道的内壁表面，而能够顺利地输送树脂材料。另外，在通过管道的内部，树脂材料的外周表面整体被暴露在热风中，因此，例如与通过红外线加热器对树脂材料进行加热的情况不同，能够使树脂材料整体大致均匀地升温。

据此，根据该树脂材料加热装置，能够使固态的长形树脂材料顺利通过，并且对该树脂材料整体大致均匀加热。

在上述树脂材料加热装置中，优选为，还具有密封部件，该密封部件使所述通过管道的内部保持气密性，所述热风供给机构具有循环管道、加热源和送风机，其中，所述循环管道连接所述通过管道的被供给所述热风的一端侧和排出所述热风的另一端侧，并使所述热风进行循环；所述加热源对所述循环管道内部的所述热风进行加热；所述送风机将被所述加热源加热后的所述热风向所述通过管道的一端侧送风，并且将被从所述通过管道的另一端侧排出的所述热风向所述加热源送风。

这样，经由设有加热源的循环管道使热风在通过管道中循环，据此，能够有效地对热风进行加热，并容易地保持在适合树脂材料的加热的温度。另外，通过使用该热风，能够提高树脂材料的加热效率。

在上述树脂材料加热装置中，优选为，所述通过管道被从排出所述热风的另一端侧来供给所述树脂材料，从被供给所述热风的一端侧来排出所述树脂材料。如上所述，热风在循环管道内被加热源加热之后，被从通过管道的一端侧供给到通过管道，与树脂材料进行热交换之后，被从通过管道的另一端侧排出。因此，通过管道的一端侧的热风的温度易于变得比通过管道的另一端侧的热风的温度高。这样，通过从供给高温的热风的通过管道的一端侧排出树脂材料，能够在将树脂材料有效地加热后的状态下，向树脂材料加热装置的后段供给。

在上述树脂材料加热装置中，优选为，所述通过管道由多根构成，树脂材料加热装置还具有分配管道和合流管道，其中，所述分配管道与多根所述通过管道中的各所述通过管道的一端侧连通，所述合流管道与各所述通过管道的另一端侧连通，所述循环管道经由所述分配管道和所述合流管道使所述热风在多根所述通过管道中的各所述通过管道中循环，所述树脂材料经由设置于所述合流管道的多个树脂材料供给口而分别被向多根所述通过管道供给，并且经由设置于所述分配管道的多个树脂材料排出口而被分别从多根所述通过管道的另一端侧排出，所述密封部件分别设置于所述树脂材料供给口和所述树脂材料排出口。

在该情况下，能够一次加热并排出多个树脂材料，因此能够更有效地对树脂材料进行加热。

另外，根据本发明的另一实施方式，提供一种对固态的长形树脂材料进行加热的树脂材料加热方法，该树脂材料加热方法具有热风供给工序和加热工序，其中，在所述热风供给工序中，向内径比所述树脂材料的直径大的通过管道供给热风；在所述加热工序中，在使所述通过管道的内壁表面和所述树脂材料分离的状态下，使所述树脂材料通过所述通过管道，使所述热风与所述树脂材料进行热交换。

根据本发明所涉及的树脂材料加热方法，能够不使树脂材料通过的通过管道的内壁表面与树脂材料接触，而在该通过管道的内部使树脂材料整体暴露在热风中。据此，能够在不妨碍固态的长形树脂材料的输送的情况下，大致均匀地对树脂材料的整体进行加热。

在上述树脂材料加热方法中，优选为，在所述热风供给工序中，从所述通过管道的一端侧来供给所述热风，并且对被从所述通过管道的另一端侧排出的所述热风进行加热而再次向所述通过管道的一端侧供给。在该情况下，能够一边使热风在通过管道中循环一边对其进行加热，因此，能够容易地将热风保持在适合树脂材料的加热的温度，进而能够提高树脂材料的加热效率。

在上述树脂材料加热方法中，优选为，在所述加热工序中，从所述通过管道的排出所述热风的另一端侧来供给所述树脂材料，从所述通过管道的供给所述热风的一端侧来排出所述树脂材料。向通过管道的一端侧供给的热风的温度比从通过管道的另一端侧排出的热风的温度高，因此，通过从该通过管道的一端侧排出树脂材料，能够获得有效地被加热后的树脂材料。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是具有本发明实施方式所涉及的树脂材料加热装置的三维打印装置的主要部分的概略图。

图2是图1的树脂材料加热装置的剖视图。

图3是图1的三维打印装置的喷嘴的剖视图。

图4是构成三维打印装置的移动机构的机器人的图形符号。

图5A～图5C是说明将从图3的喷嘴排出的丝体层叠而一体化的工序的说明图。

具体实施方式

列举优选的实施方式并参照附图对本发明所涉及的树脂材料加热装置和树脂材料加热方法详细地进行说明。

本发明所涉及的树脂材料加热装置对固态的长形树脂材料进行加热，被该树脂材料加热装置加热的树脂材料的供给目的地和用途没有特别的限定。

在本实施方式中，如图1所示，列举树脂材料加热装置10构成三维打印装置12的情况为例进行说明。该三维打印装置12将丝体14层叠在工作台16上来制作立体造型物(未图示)。

丝体14例如由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)等热塑性树脂构成，如图5A～5C所示，由芯材18(18a、18b)和附着于该芯材18的外周表面的覆盖材料20(20a、20b)构成。另外，芯材18和覆盖材料20可以由彼此不同种类的树脂构成，也可以由相同种类的树脂构成。

三维打印装置12除了树脂材料加热装置10之外，主要具有树脂材料供给部22、芯材输送机构24、覆盖材料输送机构26、覆盖材料塑化机构27、喷嘴(nozzle)28和移动机构30(参照图4)。

树脂材料供给部22具有：1个芯材卷轴32，其上卷绕有固态的长形芯材18；3个覆盖材料卷轴34，其上分别卷绕有固态的长形覆盖材料20；保持部件36，其对芯材卷轴32和覆盖材料卷轴34以可旋转的方式进行保持。另外，覆盖材料卷轴34的个数没有特别地限定，能够按照形成丝体14所需的覆盖材料20的数量来适宜地设定。另外，在本实施方式中，卷绕于芯材卷轴32和覆盖材料卷轴34的芯材18和覆盖材料20的直径分别彼此相同，但并不特别地限定于此。

被分别从芯材卷轴32和覆盖材料卷轴34拉出的芯材18和覆盖材料20如后述的那样，由芯材输送机构24和覆盖材料输送机构26来输送。

本实施方式所涉及的树脂材料加热装置10使如上述那样输送的芯材18和覆盖材料20(下面，将二者统称为树脂材料)通过，同时如后述那样，将其加热到比由覆盖材料塑化机构27对覆盖材料20进行加热而使覆盖材料20塑化的温度低的温度。具体而言，如图1和图2所示，树脂材料加热装置10主要具有多根通过管道40、热风供给机构42、分配管道44、合流管道46和密封部件48a、48b。通过管道40由内径比树脂材料的直径大的管体构成，使树脂材料以与该通过管道40的内壁表面分离的状态通过。通过管道40的根数能够按照被供给的树脂材料的根数而适宜地设定。在本实施方式中，通过管道40由使1根芯材18和3根覆盖材料20分别通过的合计4根构成。

各通过管道40的一端侧与分配管道44连通，另一端侧与合流管道46连通。如图1所示，优选为，通过管道40的分配管道44侧与合流管道46侧之间弯曲成大致圆弧状，在该圆弧的内侧配设有芯材卷轴32和覆盖材料卷轴34。在该情况下，能够在不使三维打印装置12大型化的情况下，将通过管道40的长度设为能将树脂材料在该通过管道40的内部充分地加热到所期望的温度。

热风供给机构42具有循环管道50、加热源52和送风机54。为了使热风在各通过管道40中循环，循环管道50连接分配管道44和合流管道46。加热源52对循环管道50内部的热风进行加热。送风机54将被加热源52加热后的热风向分配管道44送风，并且将从通过管道40排出到合流管道46的热风向加热源52送风。

分配管道44介于循环管道50与4根通过管道40的一端侧之间。经由循环管道50而输送给分配管道44的热风在该分配管道44内被进行分配，并且被向各通过管道40供给。另外，如图2所示，在分配管道44上，在与4根通过管道40的一端侧的开口分别相对的部位形成有4个树脂材料排出口56。经由这些树脂材料排出口56，将通过通过管道40后的树脂材料从树脂材料加热装置10排出。

合流管道46介于通过管道40的另一端侧与循环管道50之间。被从多根通过管道40中的各通过管道排出的热风在合流管道46的内部进行合流并被向循环管道50输送。另外，如图2所示，在合流管道46上，在与4根通过管道40的另一端侧的开口分别相对的部位，形成有4个树脂材料供给口58。经由这些树脂材料供给口58将树脂材料从树脂材料供给部22向通过管道40供给。

如图2所示，密封部件48a、48b分别被设置于树脂材料排出口56和树脂材料供给口58。据此，能够在保持彼此连通的合流管道46、通过管道40、分配管道44和循环管道50的内部的气密性的状态下，从树脂材料供给口58向通过管道40供给树脂材料，以及将该树脂材料从树脂材料排出口56排出。

在如上述那样构成的树脂材料加热装置10中，能够一边由加热源52对热风进行加热并保持在规定的温度，一边使热风在循环管道50与通过管道40之间循环。所谓热风的规定温度是指树脂材料的玻璃化转变温度(glass-transition temperature)以下的温度，在本实施方式中，还是能够将树脂材料加热到比由覆盖材料塑化机构27对覆盖材料20进行加热而使覆盖材料20塑化的温度低的温度。

即，在树脂材料加热装置10中，热风在通过管道40的内部从一端侧向另一端侧移动，树脂材料在通过管道40的内部从另一端侧向一端侧移动。据此，与热风进行热交换后的树脂材料被加热到比由覆盖材料塑化机构27对覆盖材料20进行加热而使覆盖材料20塑化的温度低的温度，并被从树脂材料加热装置10排出。

芯材输送机构24例如具有一组驱动辊60和使该驱动辊60进行旋转的马达(未图示)，其中，一组驱动辊60被配设在排出树脂材料加热装置10的芯材18的树脂材料排出口56与喷嘴28之间，且为该喷嘴28附近。在一组驱动辊60之间夹持有芯材18的状态下，使该驱动辊60进行旋转，据此，能够以使芯材18通过树脂材料加热装置10而被向喷嘴28供给的方式来输送芯材18。另外，驱动辊60能够正转和反转，能够按照该旋转方向而在使芯材18向喷嘴28前进的方向与后退的方向之间切换来输送芯材18。

在树脂材料加热装置10与芯材输送机构24之间设置有由隔热材料形成的配管62。被从树脂材料加热装置10排出的芯材18通过与外部隔热的配管62的内部，据此在保持温度的状态下被向喷嘴28输送。

覆盖材料输送机构26例如具有一组驱动辊64和使该驱动辊64进行旋转的马达(未图示)，其中，一组驱动辊64被配设在排出树脂材料加热装置10的覆盖材料20的树脂材料排出口56与覆盖材料塑化机构27之间，且为该覆盖材料塑化机构27附近。该覆盖材料输送机构26设置有与被向树脂材料加热装置10供给的覆盖材料20的根数对应的个数(在本实施方式中为3个)，以覆盖材料20通过树脂材料加热装置10而被向覆盖材料塑化机构27供给的方式来输送各该覆盖材料20。这些驱动辊64也与所述驱动辊60同样能够正转和反转，能够按照该旋转方向而在使覆盖材料20朝向覆盖材料塑化机构27前进的方向和后退的方向之间切换来输送覆盖材料20。

在树脂材料加热装置10与覆盖材料输送机构26之间，与所述配管62同样，由隔热材料形成的配管66设置有与被向树脂材料加热装置10供给的覆盖材料20的根数对应的根数(在本实施方式中为3根)。被从树脂材料加热装置10排出的覆盖材料20通过与外部隔热的配管66的内部，据此在保持温度的状态下被向覆盖材料塑化机构27输送。

覆盖材料塑化机构27由对覆盖材料20进行加热来使其塑化的加热器等构成，如上所述，使由树脂材料加热装置10加热后的3根覆盖材料20为液态树脂，向连通该覆盖材料塑化机构27和喷嘴28的连通管68排出。此时，如上所述，覆盖材料塑化机构27被供给由设置于前段的树脂材料加热装置10预加热后的覆盖材料20。因此，能够在不会使覆盖材料塑化机构27大型化的情况下，使热量迅速地传递到覆盖材料20的内部，从而提高覆盖材料20的塑化效率。换言之，能够实现覆盖材料塑化机构27的小型化。

如图1和图3所示，喷嘴28向工作台16排出丝体14。具体而言，喷嘴28具有：芯材排出部80，其排出由树脂材料加热装置10加热后的芯材18；覆盖材料排出部82，其排出由覆盖材料塑化机构27塑化后的覆盖材料20。

芯材排出部80具有主体管84和保温管86。主体管84具有:大径部(large-diameterpart)88，其被设置于被供给芯材18的基端侧(图3的箭头X方向侧)；和小径部(small-diameter part)90，其被设置于排出芯材18的顶端侧(图3的箭头Y方向侧)，且直径比大径部88小。大径部88的顶端侧朝向小径部90而缩径为锥形。另外，在该大径部88的顶端部与小径部90的基端部之间形成有基于彼此的直径差的台阶。

保温管86由隔热材料形成，内径与主体管84的小径部90的内径大致相等，外径比大径部88的内径小。该保温管86的顶端侧的端面以抵接于如上所述形成于大径部88与小径部90之间的台阶面的方式，被配设在该大径部88的内侧。

在主体管84与保温管86之间设置有阻热部92。阻热部92由形成于大径部88与保温管86之间的空间94、设置于该空间94的隔热材料96等构成，阻隔芯材排出部80的内部与外部的热传递。另外，阻热部92例如还可以具有冷却介质流通机构(未图示)，该冷却介质流通机构能够使空气等冷却介质在空间94内流通。在该情况下，能够更良好地阻隔芯材排出部80的内部与外部的热传递。

覆盖材料排出部82具有储存管部98、堵塞储存管部98的基端侧的开口的盖部100和设置于储存管部98的顶端侧的锥状部102。

储存管部98由隔热材料形成，其内径比主体管84的大径部88的外径大，以覆盖该大径部88的除了基端侧的一部分之外的外周表面的方式来配设。即，在储存管部98的内周表面与大径部88的外周表面之间，形成能够储存塑化的覆盖材料20的储存部104。

如图3所示，在储存部104内也可以配设有圆盘部件106。圆盘部件106在径向的大致中心形成有供主体管84贯插的贯插孔107，并且形成有沿厚度方向贯穿比该贯插孔107靠外周侧的部分的多个通孔108。塑化的覆盖材料20经由该通孔108，从储存部104的基端侧向顶端侧流动，据此，能够使该覆盖材料20的压力和温度均等化。

在盖部100，在径向的大致中心形成有供主体管84的基端侧贯插的贯插孔110，并且在比该贯插孔110靠外周侧的位置形成有用于连接连通管68的供给口112。经由该供给口112向储存部104供给塑化的覆盖材料20。

锥状部102以从储存管部98朝向顶端侧缩径的方式延伸，在其顶端设置有能够排出储存部104内的覆盖材料20的排出口114。排出口114的内径比小径部90的顶端侧的外径大，在排出口114的内侧配设有小径部90的顶端侧。

即，如上述那样构成的喷嘴28从小径部90的顶端侧排出温度比塑化的覆盖材料20低的芯材18，并且从锥状部102的排出口114排出塑化的覆盖材料20。据此，能够形成使覆盖材料20附着于芯材18的外周表面的丝体14并将其排出。

另外，由于在该喷嘴28中，如上所述在覆盖材料排出部82的内侧配置有芯材排出部80，因此，与例如将芯材排出部80和覆盖材料排出部82并列设置的情况相比较，能够实现喷嘴28的小型化。进而能够实现三维打印装置12整体的小型化。

在从喷嘴28连续地排出丝体14的情况下，使芯材输送机构24和覆盖材料输送机构26的各驱动辊60、64向一方向连续地旋转即可。另一方面，在停止从喷嘴28排出丝体14的情况下，使各所述驱动辊60、64的旋转停止即可。在该情况下，通过使覆盖材料输送机构26的驱动辊64暂时地向另一方向旋转之后停止，能够消除从覆盖材料排出部82多余地排出塑化的覆盖材料20的担忧。另外，喷嘴28也可以设置盖(未图示)，该盖对小径部90的顶端侧和排出口114双方或者仅对排出口114以使之自如开闭的方式进行堵塞。。

如在图4中使用图形符号而示意性地所示的那样，移动机构30具有机器人120和控制部(未图示)。机器人120具有根据三维直角坐标系进行动作的主体部122和安装于该主体部122的多关节型的臂部124。臂部124从基端向顶端的手腕126依次具有第1关节128和第2关节130。在手腕126上例如固定有芯材输送机构24、覆盖材料输送机构26、覆盖材料塑化机构27和喷嘴28(在图1中由双点划线包围的结构要素，以下还能够将其统称为喷嘴28等)。

移动机构30能够通过在控制部的控制下驱动机器人120，来使喷嘴28等相对于工作台16三维移动。此时，由于如上所述那样实现了喷嘴28和覆盖材料塑化机构27的小型化，因此，能够通过移动机构30容易且高精度地移动喷嘴28等。

具有本实施方式所涉及的树脂材料加热装置10的三维打印装置12基本上如以上那样构成。即，适用于三维打印装置12的树脂材料加热装置10为了形成丝体14，而向覆盖材料塑化机构27和喷嘴28供给被加热到上述温度的树脂材料。

下面，通过与包含树脂材料加热装置10的动作的三维打印装置12的动作的关系，对本实施方式所涉及的树脂材料加热方法进行说明。

在三维打印装置12中，通过驱动芯材输送机构24和覆盖材料输送机构26，来将被从芯材卷轴32和覆盖材料卷轴34分别拉出的固态的长形芯材18和覆盖材料20连续地向树脂材料加热装置10供给。

此时，在树脂材料加热装置10中，通过驱动加热源52和送风机54来使热风在循环管道50与各通过管道40之间进行循环。具体而言，通过将刚刚由加热源52加热后的高温的热风经由循环管道50而向分配管道44供给，从4根通过管道40中的各通过管道40的一端侧向各通过管道40供给所述高温的热风。

此时，热风的温度在树脂材料的玻璃化转变温度以下，是能够通过与该热风的热交换，使树脂材料成为比由覆盖材料塑化机构27对覆盖材料20进行加热而使其塑化的温度低的温度。并且，将通过通过管道40而从其另一端侧排出到合流管道46的低温的热风经由循环管道50再次向加热源52供给。即，能够进行本实施方式所涉及的树脂材料加热方法中的热风供给工序。

这样，从排出热风的通过管道40的另一端侧，经由合流管道46的树脂材料供给口58向该通过管道40的内部分别供给树脂材料。据此，在使通过管道40的内壁表面和树脂材料分离的状态下，使树脂材料通过通过管道40，使热风和树脂材料进行热交换。即，进行本实施方式所涉及的树脂材料加热方法中的加热工序。并且，能够使如上述那样升温后的树脂材料经由分配管道44的树脂材料排出口56而分别从树脂材料加热装置10排出。上述树脂材料中的芯材18被向配管62供给，覆盖材料20被向配管66供给。

据此，在本实施方式所涉及的树脂材料加热装置10和树脂材料加热方法中，即使一边使树脂材料通过通过管道40一边对树脂材料进行加热，树脂材料也不会附着于该通过管道40的内壁表面，能够顺利地输送树脂材料。另外，在通过管道40的内部，树脂材料的外周表面整体被暴露在热风中，因此，例如与由红外线加热器对树脂材料进行加热的情况不同，能够使树脂材料整体大致均匀地升温。因此，能够使输送中的固态的长形树脂材料顺利通过，并且对该树脂材料整体大致均匀加热。

另外，通过使热风经由设有加热源52的循环管道50在通过管道40中循环，能够有效地加热热风，且容易地将该热风保持在适合树脂材料的加热的温度。通过使用该热风，能够提高树脂材料的加热效率。

并且，如上所述，热风在循环管道50内被加热源52加热之后，从通过管道40的一端侧供给到通过管道40，与树脂材料进行热交换之后，从通过管道40的另一端侧排出。因此，通过管道40的一端侧的热风的温度易于变得比通过管道40的另一端侧的热风的温度高。这样，通过从被供给高温的热风的通过管道40的一端侧来排出树脂材料，能够在有效地加热树脂材料的状态下，将树脂材料向树脂材料加热装置10的后段供给。

被从树脂材料加热装置10供给到配管66的覆盖材料20被分别向覆盖材料塑化机构27供给。然后，在覆盖材料塑化机构27中被塑化而成为液态树脂的覆盖材料20经由连通管68而被向喷嘴28的覆盖材料排出部82供给，并储存于储存部104。

另一方面，被从树脂材料加热装置10供给到配管62的芯材18被向喷嘴28的芯材排出部80供给。在芯材排出部80，芯材18经由通过阻热部92等而与外部阻热的芯材排出部80的保温管86的内部。因此，如上所述，即使在储存部104储存有熔化的高温的覆盖材料20，也能够抑制该覆盖材料20的热量向芯材18传递，其中，所述储存部104形成于芯材排出部80的主体管84的外周表面与覆盖材料排出部82的储存管部98的内周表面之间。

因此，芯材排出部80将温度比塑化的覆盖材料20低的芯材18从小径部90排出。另一方面，在覆盖材料排出部82中，从锥状部102的排出口114排出塑化的覆盖材料20，并使其附着于被从小径部90排出的芯材18的外周表面。据此，在喷嘴28中，一边形成丝体14一边将其排出，所述丝体14由塑化的覆盖材料20和可塑性变形但温度比塑化的覆盖材料20低的芯材18构成。

另外，温度比塑化的覆盖材料20低的芯材18可以在附着覆盖材料20之前的阶段达到可塑性变形的温度，换言之，通过树脂材料加热装置10中的加热来达到可塑性变形的温度，也可以通过附着塑化的覆盖材料20，传导覆盖材料20的热量来达到可塑性变形的温度。即，使覆盖材料20附着于芯材18之前和使覆盖材料20刚刚附着于芯材18之后，该芯材18的温度可以达到可塑性变形的温度，也可以没有达到可塑性变形的温度。在将丝体14层叠于被层叠部时，构成该丝体14的芯材18的温度比塑化的覆盖材料20低且为可塑性变形的温度即可。

如上述那样从喷嘴28排出丝体14，并且通过移动机构30使喷嘴28等三维移动，据此，能够使丝体14按压工作台16上的被层叠部并层叠于工作台16上的被层叠部。

在此，在被从喷嘴28排出的丝体14是层叠于工作台16的第1层的情况下，所谓被层叠部是指该工作台16的规定的位置。另外，在被从喷嘴28排出的丝体14是层叠于以前层叠的丝体14的第2层以后的情况下，所谓被层叠部是指以前层叠的丝体14的规定的位置。

图5A～图5C是说明使丝体14层叠而一体化的工序的说明图，具体而言，是以前层叠的丝体14a和将该丝体14a作为被层叠部的丝体14b的剖视图。

如图5A所示，刚刚被从喷嘴28排出的丝体14b为塑化的覆盖材料20b附着于温度比该覆盖材料20b低的芯材18b的外周表面的状态。如图5B所示，当丝体14b按压以前层叠的丝体14a并层叠于以前层叠的丝体14a时，覆盖材料20b流动以填埋丝体14b与丝体14a之间。在该状态下，覆盖材料20b固化，据此，如图5C所示，能够通过覆盖材料20a、20b使丝体14a和丝体14b一体化。

另外，在图5A～图5C中，示出使丝体14a、14b彼此层叠而一体化的样子，其中，丝体14a、14b的状态为：芯材18a、18b和覆盖材料20a、20b以分别同心的方式来配置，换言之，在芯材18a、18b的整个外周表面上以在整个周向上为大致均匀的厚度的方式附着有覆盖材料20a、20b。然而，覆盖材料20a、20b相对于芯材18a、18b的相对位置、覆盖材料20a、20b的形状当然能够按照施加给丝体14a、14b的重力、塑化的覆盖材料20a、20b的粘度等而采用各种形态。在至少芯材18a与芯材18b之间存在覆盖材料20b的状态下使该覆盖材料20b固化，据此，能够使丝体14a和丝体14b一体化。

这样，通过将包括丝体14a、14b的所需量的丝体14全部层叠为所期望的形状并使其固化，能够获得立体造型物。

据此，根据该三维打印装置12，例如，与将整体被加热为均匀的温度的塑化丝体层叠、并使其固化的情况相比，芯材18b的温度低，换言之，仅覆盖材料20b被加热为高温，相应地，能够使丝体14b迅速地固化。另一方面，覆盖材料20b能够充分地加热而塑化，因此，能够与相邻的丝体14a良好地一体化。即，能够避免丝体14a、14b彼此的粘结性降低，并且缩短塑化的丝体14b固化的时间。

其结果，能够使丝体14b的固化容易地追随喷嘴28的移动速度，使包括丝体14a、14b的丝体14层叠为所期望的形状。另外，能够抑制在层叠后的丝体14固化之前的期间，发生弯曲和下垂等变形。并且，如上所述，能够减少被加热为高温而塑化的部分的量，相应地，能够减小丝体14由于固化而收缩的量。

因此，在三维打印装置12中，能够获得制造效率和成型精度双方均优异的立体造型物。通过将本实施方式所涉及的树脂材料加热装置10适用于三维打印装置12，能够进一步提高基于该三维打印装置12的立体造型物的制造效率和成型精度。

即，通过将树脂材料加热装置10适用于三维打印装置12，使芯材18顺利通过，并且对其整体大致均匀加热，能够有效地获得具有温度比塑化的覆盖材料20低且为可塑性变形的温度的芯材18的丝体14。这样，通过芯材18被升温，能够容易地使丝体14变形且对其进行层叠。并且，即使使丝体14发生变形，也能够避免在其内部残留歪曲。

另外，也能够使覆盖材料20顺利通过树脂材料加热装置10，并且对其整体大致均匀地进行预加热，因此，在覆盖材料塑化机构27中，能够有效地使覆盖材料20塑化。据此，如上所述，还能够实现覆盖材料塑化机构27的小型化，因此，能够使由移动机构30进行的喷嘴28等的移动容易且精度高，提高丝体14的层叠精度。据此，能够良好地提高立体造型物的制造效率、成型精度和质量。

本发明并不特别地限定于上述的实施方式，在没有脱离其要旨的范围内，能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式所涉及的树脂材料加热装置10中，具有使1根芯材18和3根覆盖材料20分别通过的4根通过管道40，但并不特别地限定于此。树脂材料加热装置10可以仅具有1根通过管道40，也可以具有4根以外的多根通过管道40。另外，树脂材料加热装置10在仅具有1根通过管道40的情况下，也可以不具有分配管道44和合流管道46，而直接使热风在通过管道40与循环管道50之间循环。在该情况下，为了使通过管道40的内部保持气密性，密封部件48a、48b例如可以设置于通过管道40的两端的开口。

另外，也可以为：树脂材料加热装置10不具有使热风在通过管道40与循环管道50之间循环的结构，而使热风从通过管道40的一端侧向另一端侧通过。

在上述实施方式所涉及的树脂材料加热装置10中，从排出热风的通过管道40的另一端侧来供给树脂材料，但也可以从供给热风的通过管道40的一端侧来供给树脂材料。

在上述实施方式所涉及的树脂材料加热装置10中，适用于为了形成丝体14而对芯材18和覆盖材料20进行加热的情况，但并不特别地限定于此。例如，也可以适用于对通过三维打印法来制造立体造型物时所使用的一般的丝体进行预加热的情况。另外，由树脂材料加热装置10进行加热的树脂材料的温度能够按照其用途等而适宜地设定。

另外，在上述的三维打印装置12中，使覆盖材料20以在整个周向上为大致均匀的厚度的方式附着在芯材18的整个外周表面，据此形成圆柱状的芯材18与环状的覆盖材料20以同心的方式来配置的丝体14。然而，可以仅在芯材18的一部分外周表面附着覆盖材料20来形成丝体14，也可以形成圆柱状的芯材18和环状的覆盖材料20以偏心的方式来配置的丝体14

另外，移动机构30具有图4所示的机器人120，但如果是能够使喷嘴28等相对于工作台16三维移动的结构，则并不特别地限定，能够采用各种结构。

Claims (7)

1.一种树脂材料加热装置(10)，其对固态的长形树脂材料(20)进行加热，其特征在于，

具有通过管道(40)和热风供给机构(42)，其中，

所述通过管道(40)的内径比所述树脂材料(20)的直径大，且使所述树脂材料(20)在与内壁表面分离的状态下通过；

所述热风供给机构(42)向所述通过管道(40)的内部供给热风。

2.根据权利要求1所述的树脂材料加热装置(10)，其特征在于，

还具有密封部件(48a、48b)，该密封部件(48a、48b)使所述通过管道(40)的内部保持气密性，

所述热风供给机构(42)具有循环管道(50)、加热源(52)和送风机(54)，其中，

所述循环管道(50)连接所述通过管道(40)的被供给所述热风的一端侧和排出所述热风的另一端侧来使所述热风进行循环；

所述加热源(52)对所述循环管道(50)内部的所述热风进行加热；

所述送风机(54)将通过所述加热源(52)加热后的所述热风向所述通过管道(40)的一端侧送风，并且，将被从所述通过管道(40)的另一端侧排出的所述热风向所述加热源(52)送风。

3.根据权利要求2所述的树脂材料加热装置(10)，其特征在于，

所述通过管道(40)被从排出所述热风的另一端侧来供给所述树脂材料(20)，且从被供给所述热风的一端侧来排出所述树脂材料(20)。

4.根据权利要求3所述的树脂材料加热装置(10)，其特征在于，

所述通过管道(40)由多根构成，

所述树脂材料加热装置(10)还具有分配管道(44)和合流管道(46)，其中，所述分配管道(44)与多根所述通过管道(40)中的各所述通过管道的一端侧连通，所述合流管道(46)与各所述通过管道的另一端侧连通，

所述循环管道(50)经由所述分配管道(44)和所述合流管道(46)来使所述热风在多根所述通过管道(40)中的各所述通过管道中循环，

所述树脂材料(20)经由设置于所述合流管道(46)的多个树脂材料供给口(58)而分别被向多根所述通过管道(40)供给，并且经由设置于所述分配管道(44)的多个树脂材料排出口(56)而分别被从多根所述通过管道(40)的另一端侧排出，

所述密封部件(48a、48b)分别被设置于所述树脂材料供给口(58)和所述树脂材料排出口(56)。

5.一种树脂材料加热方法，其对固态的长形树脂材料(20)进行加热，其特征在于，

具有热风供给工序和加热工序，其中

在所述热风供给工序中，向内径比所述树脂材料(20)的直径大的通过管道(40)供给热风；

在所述加热工序中，在使所述通过管道(40)的内壁表面与所述树脂材料(20)分离的状态下使所述树脂材料(20)通过所述通过管道(40)，来使所述热风与所述树脂材料(20)进行热交换。

6.根据权利要求5所述的树脂材料加热方法，其特征在于，

在所述热风供给工序中，从所述通过管道(40)的一端侧来供给所述热风，并且对被从所述通过管道(40)的另一端侧排出的所述热风进行加热来再次向所述通过管道(40)的一端侧供给。

7.根据权利要求6所述的树脂材料加热方法，其特征在于，

在所述加热工序中，从所述通过管道(40)的排出所述热风的另一端侧来供给所述树脂材料(20)，从所述通过管道(40)的被供给所述热风的一端侧来排出所述树脂材料(20)。