CN110948849B - 塑化装置及三维造型装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种塑化装置及三维造型装置，其中，从连通孔喷吐的熔融材料的流量变动小。塑化装置具备：驱动电机；旋转体，借助驱动电机而以旋转轴为中心进行旋转，并具有垂直于旋转轴的端面和与端面交叉的侧面；桶形件，具有与旋转体的端面相对的底面和加热器；壳体，容纳旋转体；以及材料供给部，容纳材料。桶形件和壳体中至少任一方具有与旋转体的侧面相对并沿着桶形件的底面的外周立起设置的侧壁面，在桶形件的底面形成有流出熔融材料的连通孔以及与连通孔连接的涡状的槽部，从材料供给部向槽部供给材料的供给空间由旋转体的侧面以及侧壁面划定。

Description

塑化装置及三维造型装置

技术领域

本公开涉及塑化装置及三维造型装置。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了具备在端面形成有螺旋槽的转子、以及与形成有螺旋槽的转子的端面相对并在中心具有连通孔的桶形件的塑化装置。在该塑化装置中，在料斗的材料送出口与设置于旋转的转子的侧面的材料导入口重叠的时机，从料斗向转子的螺旋槽内供给材料。

专利文献1：日本专利特开2010-241016号公报

在上述的塑化装置中，对应于转子的旋转周期，从料斗向转子的螺旋槽内供给材料，因此，在从料斗向转子的螺旋槽内供给材料的时机至下一次供给材料的时机之间，在螺旋槽内熔融的材料从桶形件的连通孔流出，螺旋槽内的材料的量减少。为此，本申请的发明人等发现了向连通孔压送的熔融材料的圧力产生变动，并且从连通孔喷吐的熔融材料的流量产生变动。

发明内容

于是，本申请提出了从连通孔喷吐的熔融材料的流量的变动小的塑化装置。

根据本公开的一方式，提供一种塑化装置，其使材料塑化成为熔融材料，所述塑化装置具备：驱动电机；旋转体，借助所述驱动电机而以旋转轴为中心进行旋转，并具有与所述旋转轴垂直的端面和与所述端面交叉的侧面；桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；壳体，容纳所述旋转体；以及材料供给部，容纳所述材料，所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有侧壁面，所述侧壁面与所述旋转体的所述侧面相对，并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置，在所述桶形件的所述底面形成有流出所述熔融材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定。

根据本公开的另一方式，提供一种三维造型装置，其具备：喷嘴，喷吐造型材料；塑化装置，使材料塑化成为所述造型材料，并向所述喷嘴供给所述造型材料；以及控制部，控制所述塑化装置，所述塑化装置具备：驱动电机；旋转体，借助所述驱动电机而以旋转轴为中心进行旋转，并具有与所述旋转轴垂直的端面和与所述端面交叉的侧面；桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；壳体，容纳所述旋转体；以及材料供给部，容纳所述材料，所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有侧壁面，所述侧壁面与所述旋转体的所述侧面相对，并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置，在所述桶形件的所述底面形成有向所述喷嘴流出所述造型材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定。

附图说明

图1是示出第一实施方式中的三维造型装置的概略构成的说明图。

图2是示出第一实施方式中的平面螺旋件的构成的立体图。

图3是示出第一实施方式中的桶形件的底面的构成的俯视图。

图4是示出第二实施方式中的三维造型装置的概略构成的说明图。

图5是示出第二实施方式中的桶形件的底面的构成的俯视图。

图6是第二实施方式中的桶形件的VI-VI线截面。

图7是示出第三实施方式中的桶形件的底面的构成的俯视图。

图8是示出其它方式中的注射成型装置的概略构成的说明图。

附图标记说明

20材料供给部；22供给路径；22A第一供给路径；22B第二供给路径；22C第三供给路径；22D第四供给路径；25供给口；25A第一供给口；25B第二供给口；25C第三供给口；25D第四供给口；30、30b塑化部；31螺旋件壳体；32驱动电机；40平面螺旋件；41主体部；42凸缘部；43叶片部；45端面；46侧面；50桶形件；51底面；52侧壁面；53倾斜部；55连通孔；55A第一连通孔；55B第二连通孔；55C第三连通孔；55D第四连通孔；56槽部；56A第一槽部；56B第二槽部；56C第三槽部；56D第四槽部；58加热器；59供给空间；60喷嘴部；60A第一喷嘴部；60B第二喷嘴部；61喷嘴孔；61A第一喷嘴孔；61B第二喷嘴孔；62喷嘴流路；62A第一喷嘴流路；62B第二喷嘴流路；70、70b流量调节机构；71阀机构；71A第一阀机构；71B第二阀机构；90、90b塑化装置；100、100b、100c三维造型装置；151中央部；151A第一中央部；151B第二中央部；151C第三中央部；151D第四中央部；152涡状部；152A第一涡状部；152B第二涡状部；152C第三涡状部；152D第四涡状部；153材料流入部；153A第一材料流入部；153B第二材料流入部；153C第三材料流入部；153D第四材料流入部；200、200b、200c、200d喷吐单元；310造型台；320移动机构；500控制部；600注射部；610注射气缸；620注射柱塞；630止回阀；640注射电机；710上模。

具体实施方式

A.第一实施方式：

图1是示出第一实施方式中的三维造型装置100的概略构成的说明图。在图1中，示出了沿着彼此正交的X、Y、Z方向的箭头。X方向及Y方向是沿着水平方向的方向，Z方向是沿着铅直方向的方向。在其它图中，也适当地示出了沿着X、Y、Z方向的箭头。图1中的X、Y、Z方向与其它的图中的X、Y、Z方向表示相同的方向。

本实施方式的三维造型装置100具备喷吐单元200、造型台310、移动机构320以及控制部500，该喷吐单元200具有喷嘴部60、流量调节机构70和塑化装置90。在本实施方式的三维造型装置100中，在控制部500的控制下，向喷嘴部60供给由塑化装置90塑化的造型材料，并将从喷嘴部60的喷嘴孔61喷吐的造型材料层叠于造型台310上，从而来对三维造型物进行造型。需要说明的是，有时也会将造型材料称为熔融材料。

移动机构320使造型台310与喷吐单元200的相对位置产生变化。在本实施方式中，移动机构320使造型台310相对于喷吐单元200进行移动。本实施方式的移动机构320由通过三个电机的驱动力使造型台310沿X、Y、Z方向的三轴向移动的三轴定位器构成。各电机在控制部500的控制下进行驱动。

移动机构320也可以不是使造型台310移动的结构，而是使造型台310不进行移动而使喷吐单元200移动的结构。此外，移动机构320也可以是使造型台310和喷吐单元200双方均移动的结构。是使造型台310和喷吐单元200的相对位置产生变化的结构即可。

控制部500由计算机构成，该计算机具备一个以上的处理器、主存储装置以及进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口。在本实施方式中，控制部500通过处理器执行读入到主存储装置上的程序、命令，来控制喷吐单元200和移动机构320的动作，执行对三维造型物进行造型的造型处理。动作包括喷吐单元200相对于造型台310的三维的相对位置移动。需要说明的是，控制部500也可以不是计算机，而是通过多个电路的组合来构成。

塑化装置90具备材料供给部20和塑化部30。由供给路径22连通材料供给部20与塑化部30之间。由连通孔55连通塑化部30与喷嘴部60的喷嘴孔61之间。塑化装置90向喷嘴部60供给使固体状态的材料的至少一部分熔融成糊状后的造型材料。

材料供给部20中容纳有颗粒、粉末等状态的材料。本实施方式的材料是颗粒状的ABS树脂。本实施方式的材料供给部20由料斗构成。材料供给部20所容纳的材料经由设置于材料供给部20的下方的供给路径22向塑化部30供给。

塑化部30具备螺旋件壳体31、驱动电机32、平面螺旋件40以及桶形件50。螺旋件壳体31是容纳平面螺旋件40的壳体。在螺旋件壳体31的上表面固定有驱动电机32。驱动电机32在控制部500的控制下进行驱动，从而使平面螺旋件40以旋转轴RX为中心旋转。需要说明的是，有时也将平面螺旋件40称为旋转体。有时也将螺旋件壳体31仅称为壳体。

在本实施方式中，平面螺旋件40以旋转轴RX平行于Z方向的方式配置于螺旋件壳体31内。在平面螺旋件40的上表面连接有驱动电机32。通过驱动电机32所产生的转矩，平面螺旋件40在螺旋件壳体31内以旋转轴RX为中心进行旋转。平面螺旋件40在与连接有驱动电机32的面相反的一侧具有垂直于旋转轴RX的端面45。平面螺旋件40具有与端面45交叉的侧面46。需要说明的是，平面螺旋件40的详细形状将采用图2在后面进行描述。

在本实施方式中，桶形件50固定于螺旋件壳体31的下侧。桶形件50具有与平面螺旋件40的端面45相对的底面51。在底面51上，在平面螺旋件40的旋转轴RX上的位置处设置有连通孔55。在底面51的连通孔55的周围设置有涡状的槽部56。桶形件50中内置有加热器58。加热器58的温度被控制部500控制。需要说明的是，桶形件50的详细形状将采用图3在后面进行描述。

在本实施方式中，通过桶形件50和螺旋件壳体31构成与平面螺旋件40的侧面46相对并沿底面51的外周立起设置的侧壁面52。在本实施方式中，侧壁面52的上侧的部分由螺旋件壳体31的内壁面构成。在螺旋件壳体31的内壁面上设置有与材料供给部20连通的供给口25。侧壁面52的下侧的部分由从桶形件50的底面51立起设置的壁面构成。需要说明的是，通过螺旋件壳体31的内壁面延伸至桶形件50的底面51，从而侧壁面52也可以仅由螺旋件壳体31构成。通过从桶形件50的底面立起设置的壁面延伸至比平面螺旋件40的上表面更靠上侧的位置，从而侧壁面52也可以仅由桶形件50构成。

在本实施方式中，构成侧壁面52的桶形件50的壁面在与底面51交叉的位置上具有倾斜部53。倾斜部53以随着往底面51侧而靠近底面51的中心的方式倾斜。

通过平面螺旋件40的侧面46和侧壁面52划定从材料供给部20向槽部56供给材料的供给空间59。供给空间59是材料能够从供给口25向槽部56内流通的空间。

阀机构71设置于流量调节机构70。本实施方式的阀机构71由蝶形阀构成。阀机构71在控制部500的控制下进行开闭，切换连通孔55与喷嘴孔61之间的连通和非连通。

在喷嘴部60内设置有喷嘴流路62和喷嘴孔61。喷嘴孔61是设置于喷嘴部60中的与大气连通一侧的端部且流路截面缩小的部分。经由流量调节机构70从塑化装置90向喷嘴流路62供给造型材料。从喷嘴孔61喷吐供给至喷嘴流路62的造型材料。在本实施方式中，喷嘴流路62的直径与连通孔55的直径相同。需要说明的是，喷嘴流路62的直径也可以小于连通孔55的直径。喷嘴孔61的喷嘴直径Dn小于喷嘴流路62的直径。需要说明的是，喷嘴直径Dn是喷嘴孔61的与大气连通一侧的端部的直径。

图2是示出第一实施方式中的平面螺旋件40的构成的立体图。为了易于进行技术的理解，图2所示的平面螺旋件40以将图1所示的上下的位置关系颠倒的状态进行了图示。本实施方式的平面螺旋件40具备主体部41、凸缘部42以及多个叶片部43。在本实施方式的平面螺旋件40中，主体部41、凸缘部42以及多个叶片部43成型为一体。

主体部41具有大致圆柱形状。主体部41具有上述的端面45。主体部41中的端面45附近的直径随着往端面45而变小。

凸缘部42是设置于主体部41的在轴向上与端面45相反一侧的圆盘状的部分。凸缘部42的半径大于主体部41的半径。

叶片部43是从主体部41的侧面46向主体部41的径向突出的板状的部分。叶片部43设置于主体部41的轴向上的端面45与凸缘部42之间。叶片部43与主体部41的侧面46以及凸缘部42连接。叶片部43的端面45侧以不与桶形件50的倾斜部53产生干扰的方式而倾斜。在本实施方式中，八个叶片部43等间隔地配置在主体部41的周向上。

图3是示出第一实施方式中的桶形件50的底面51的构成的俯视图。如上所述，在桶形件50的底面51上形成有连通孔55和涡状的槽部56。需要说明的是，在图3中，为了易于进行技术的理解，对槽部56绘制了影线。

连通孔55设置于底面51的中央。槽部56具有中央部151、涡状部152以及材料流入部153。中央部151是连通孔55的周围的圆形的凹陷。涡状部152的一端经由中央部151与连通孔55连接。涡状部152以将中央部151作为中心向底面51的外周画弧的方式呈涡状延伸。涡状部152也可以构成为呈渐开线状、螺旋状延伸。

在本实施方式中，垂直于旋涡的切线方向的涡状部152的截面为矩形截面。本实施方式的涡状部152的截面积是一定的。在本实施方式中，由于涡状部152的截面为矩形截面，因此，可以通过涡状部152的槽处的宽度与深度的积来计算出涡状部152的截面积。需要说明的是，涡状部152的截面也可以不是矩形。涡状部152的截面例如也可以是半圆形状。在这种情况下，可以采用圆周率和涡状部152的槽的半径计算出涡状部152的截面积。

涡状部152的另一端与材料流入部153连接。材料流入部153是设置于底面51的外周缘的比涡状部152宽度更宽的槽状的部分。供给路径22的供给口25配置于材料流入部153的上方。

根据上述的三维造型装置100的构成，如果通过控制部500执行对三维造型物进行造型的造型处理，则材料供给部20内的材料通过供给口25被供给至旋转的平面螺旋件40的侧面46与通过螺旋件壳体31和桶形件50所构成的侧壁面52之间的供给空间59。

在本实施方式中，旋转的平面螺旋件40的叶片部43在供给空间59内旋转。因此，从供给口25供给的材料依次填充在旋转的平面螺旋件40的各叶片部43之间。填充于叶片部43之间的材料的一部分在与材料流入部153重叠的时机供给至材料流入部153内。由于向材料流入部153内供给了材料，从而在与供给口25重叠的时机，从供给口25向填充的材料的量减少的叶片部43之间补充材料。因此，在平面螺旋件40旋转的期间，供给空间59内充满材料。

供给到材料流入部153内的材料通过平面螺旋件40的旋转而向涡状部152内输送。输送至涡状部152内的材料通过平面螺旋件40的旋转以及内置于桶形件50的加热器58的加热，至少一部分被熔融，成为具有流动性的糊状的造型材料。通过平面螺旋件40的旋转，造型材料在涡状部152内被输送，被压送到连通孔55。从喷嘴孔61向造型台310上喷吐经由连通孔55而供给至喷嘴部60的造型材料。

根据以上说明的本实施方式的三维造型装置100，从材料供给部20供给的材料储存于设置在平面螺旋件40与桶形件50之间的供给空间59，因此，可以从供给空间59向槽部56连续地供给材料。因此，可以抑制向连通孔55压送的造型材料的圧力的变动，因此，可以抑制从连通孔55喷吐的造型材料的流量的变动。因此，可以抑制从喷嘴孔61喷吐的造型材料的流量的变动。

此外，在本实施方式中，通过旋转的平面螺旋件40的向径向突出的叶片部43，可以对供给空间59内的材料进行搅拌。因此，可以抑制材料附着于桶形件50而使供给空间59堵塞。

此外，在本实施方式中，从设置于倾斜部53的上方的供给口25供给的材料沿着倾斜部53流动，顺畅地向材料流入部153流入。因此，可以更加容易地向材料流入部153供给材料。

需要说明的是，在本实施方式中，采用了颗粒状的ABS树脂的材料，但是，作为喷吐单元200中采用的材料，例如也可以采用将具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料作为主材料来对三维造型物进行造型的材料。这里，“主材料”意指形成三维造型物的形状的中心材料，且意指在三维造型物中占50重量％以上的含有率的材料。上述的造型材料中包括将这些主材料以单体的形式熔融而成的材料、将与主材料一起含有的一部分成分熔融而形成为糊状的材料。

在采用具有热塑性的材料作为主材料时，通过在塑化装置90中使该材料塑化而生成造型材料。“塑化”意指对具有热塑性的材料加热而使其熔融。

作为具有热塑性的材料，例如可以采用下述任一种或两种以上组合而成的热塑性树脂材料。

<热塑性树脂材料的例子>

聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂(PE)、聚甲醛树脂(POM)、聚氯乙烯树脂(PVC)、聚酰胺树脂(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚乳酸树脂(PLA)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料；聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等工程塑料。

在具有热塑性的材料中，除了颜料、金属、陶瓷之外、还可以混入蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在塑化装置90中通过平面螺旋件40的旋转和加热器58的加热而被塑化，转化为熔融的状态。此外，这样生成的造型材料从喷嘴孔61喷吐后，由于温度的降低而固化。

希望具有热塑性的材料被加热至其玻璃化转变点以上以完全熔融的状态从喷嘴孔61射出。例如，在ABS树脂的情况下，玻璃化转变点为大致120℃，希望从喷嘴孔61射出时为大致200℃。为了像这样地在高温的状态下射出造型材料，也可以在喷嘴孔61的周围设置加热器。

在喷吐单元200中，例如也可以采用以下的金属材料作为主材料来取代上述的具有热塑性的材料。在这种情况下，希望在将下述金属材料形成为粉末状而得的粉末材料中混合在生成造型材料时熔融的成分，并将其投放到塑化装置90中。

<金属材料的例子>

镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一的金属，或者包含一种以上的这些金属的合金。

<合金的例子>

马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。

在喷吐单元200中，可以采用陶瓷材料作为主材料来取代上述金属材料。作为陶瓷材料，例如可以使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷；氮化铝等非氧化物陶瓷等。在采用上述那样的金属材料、陶瓷材料作为主材料的情况下，配置于造型台310的造型材料例如也可以通过激光的照射、利用暖风等的烧结而固化。

投放到材料供给部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末、合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种混合而得的混合材料。此外，例如也可以用上面例示那样的热塑性树脂、或者除此之外的热塑性树脂涂覆金属材料、陶瓷材料的粉末材料。在这种情况下，也可以是在塑化装置90中该热塑性树脂熔融而显现出流动性。

也可以在投放到材料供给部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中添加例如以下这样的溶剂。溶剂可以使用选自下述中的一种或者组合选自下述中的两种以上进行使用。

<溶剂的例子>

水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(聚)烷撑二醇单烷基醚类；醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯等醋酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基甲酮、二异丙基甲酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基醋酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜类溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶类溶剂；四烷基醋酸铵(例如四丁基醋酸铵等)；丁基卡必醇乙酸酯等离子液体等。

此外，在投放到材料供给部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中，例如也可以添加如下的粘合剂。

<粘合剂的例子>

丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素类树脂或其它合成树脂或者PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或其它热塑性树脂。

B.第二实施方式

图4是示出第二实施方式的三维造型装置100b的概略构成的说明图。在第二实施方式的三维造型装置100b中，与第一实施方式不同的是喷吐单元200b具备第一喷嘴部60A以及第二喷嘴部60B。此外，在第二实施方式的三维造型装置100b中，塑化装置90b中的塑化部30b的构成与第一实施方式不同。关于其它的构成，只要没有特别说明，均与图1所示的第一实施方式相同。

在第一喷嘴部60A内设置有第一喷嘴流路62A以及第一喷嘴孔61A。第一喷嘴孔61A是设置于第一喷嘴部60A中的与大气连通一侧的端部且流路截面缩小的部分。从塑化装置90b经由流量调节机构70b向第一喷嘴流路62A供给造型材料。从第一喷嘴孔61A喷吐供给到第一喷嘴流路62A的造型材料。在本实施方式中，第一喷嘴流路62A的直径与第一连通孔55A的直径相同。需要说明的是，第一喷嘴流路62A的直径也可以小于第一连通孔55A的直径。第一喷嘴孔61A的喷嘴直径Dn1小于第一喷嘴流路62A的直径。

在第二喷嘴部60B内设置有第二喷嘴流路62B以及第二喷嘴孔61B。第二喷嘴孔61B是设置于第二喷嘴部60B中的与大气连通一侧的端部且流路截面缩小的部分。从塑化装置90b经由流量调节机构70b向第二喷嘴流路62B供给造型材料。从第二喷嘴孔61B喷吐供给到第二喷嘴流路62B的造型材料。在本实施方式中，第二喷嘴流路62B的直径与第二连通孔55B的直径相同。需要说明的是，第二喷嘴流路62B的直径也可以小于第二连通孔55B的直径。第二喷嘴孔61B的喷嘴直径Dn2小于第二喷嘴流路62B的直径。

在本实施方式中，第一喷嘴孔61A的喷嘴直径Dn1小于第二喷嘴孔61B的喷嘴直径Dn2。第一喷嘴孔61A的喷嘴长度Ln1与第二喷嘴孔61B的喷嘴长度Ln2相同。需要说明的是，喷嘴长度Ln1、Ln2是喷嘴孔61A、61B中的从塑化装置90侧的端部至与大气连通一侧的端部的流路长度。

在本实施方式中，在塑化部30b的桶形件50b的底面51形成有第一连通孔55A、第二连通孔55B、与第一连通孔55A连接的涡状的第一槽部56A以及与第二连通孔55B连接的涡状的第二槽部56B。第一连通孔55A与第一喷嘴孔61A连通。第二连通孔55B与第二喷嘴孔61B连通。需要说明的是，关于本实施方式的桶形件50b的详细的形状，将采用图5在后面描述。

在流量调节机构70b中设置有第一阀机构71A以及第二阀机构71B。本实施方式的第一阀机构71A以及第二阀机构71B分别由蝶形阀构成。第一阀机构71A在控制部500的控制下进行开闭，切换第一连通孔55A与第一喷嘴孔61A之间的连通、非连通。第二阀机构71B在控制部500的控制下进行开闭，切换第二连通孔55B与第二喷嘴孔61B之间的连通、非连通。

图5是示出第二实施方式中的桶形件50b的底面51的构成的俯视图。在本实施方式中，如上所述，设置有第一连通孔55A、第二连通孔55B、与第一连通孔55A连接的第一槽部56A以及与第二连通孔55B连接的第二槽部56B。需要说明的是，在图5中，为了易于进行技术的理解，对第一槽部56A和第二槽部56B绘制了影线。

第一槽部56A具有第一中央部151A、第一涡状部152A以及第一材料流入部153A。第一中央部151A是第一连通孔55A周围的圆形的凹陷。第一涡状部152A的一端经由第一中央部151A与第一连通孔55A连接。第一涡状部152A以将第一中央部151A作为中心朝向底面51的外周画弧的方式呈涡状延伸。第一涡状部152A的另一端与第一材料流入部153A连接。第一材料流入部153A是设置于底面51的外周缘的比第一涡状部152A宽度更宽的槽状的部分。在本实施方式中，第一供给口25A配置于第一材料流入部153A的上方的倾斜部53。材料供给部20与第一供给口25A之间通过第一供给路径22A连接。

第二槽部56B具有第二中央部151B、第二涡状部152B以及第二材料流入部153B。第二中央部151B是第二连通孔55B周围的圆形的凹陷。第二涡状部152B的一端经由第二中央部151B与第二连通孔55B连接。第二涡状部152B以将第二中央部151B作为中心朝向底面51的外周画弧的方式呈涡状延伸。在本实施方式中，第一涡状部152A的沿着旋涡的长度与第二涡状部152B的沿着旋涡的长度相同。第二材料流入部153B是设置于底面51的外周缘的比第二涡状部152B宽度更宽的槽状的部分。在本实施方式中，第二供给口25B配置于第二材料流入部153B的上方的倾斜部53。材料供给部20与第二供给口25B之间通过第二供给路径22B连接。

图6是图5中的桶形件50b的VI-VI线截面。在本实施方式中，第一涡状部152A的形状与第二涡状部152B的形状不同。具体而言，第一涡状部152A的宽度W1小于第二涡状部152B的宽度W2。第一涡状部152A的深度H1与第二涡状部152B的深度H2相同。因此，第一涡状部152A的截面积A1小于第二涡状部152B的截面积A2。在本实施方式中，第一涡状部152A的截面积A1为一定，第二涡状部152B的截面积A2为一定。

根据上述的三维造型装置100b的构成，如果通过控制部500执行对三维造型物进行造型的造型处理，则材料供给部20内的材料通过第一供给路径22A从第一供给口25A向旋转的平面螺旋件40的侧面46与侧壁面52之间的供给空间59内供给。此外，材料供给部20内的材料通过第二供给路径22B从第二供给口25B向旋转的平面螺旋件40的侧面46与侧壁面52之间的供给空间59内供给。

在本实施方式中，从第一供给口25A供给到供给空间59内的材料的一部分通过平面螺旋件40的叶片部43之间而向设置于第一供给口25A的下方的第一材料流入部153A流入。未流入第一材料流入部153A而残留在供给空间59内的材料通过旋转的平面螺旋件40的叶片部43向第二材料流入部153B输送，并流入第二材料流入部153B。未流入第二材料流入部153B而残留在供给空间59内的材料通过旋转的平面螺旋件40的叶片部43再次向第一材料流入部153A输送，并流入第一材料流入部153A。

从第二供给口25B供给到供给空间59内的材料的一部分通过平面螺旋件40的叶片部43之间而向设置于第二供给口25B的下方的第二材料流入部153B流入。未流入第二材料流入部153B而残留在供给空间59内的材料通过旋转的平面螺旋件40的叶片部43向第一材料流入部153A输送，并流入第一材料流入部153A。未流入第一材料流入部153A而残留在供给空间59内的材料通过旋转的平面螺旋件40的叶片部43再次向第二材料流入部153B输送，并流入第二材料流入部153B。

流入第一材料流入部153A的材料由于平面螺旋件40的旋转而向第一涡状部152A内输送。输送至第一涡状部152A内的材料由于平面螺旋件40的旋转以及内置于桶形件50b的加热器58的加热，至少一部分被熔融，成为具有流动性的糊状的造型材料。造型材料通过平面螺旋件40的旋转在第一涡状部152A内进行输送，并被压送到第一连通孔55A。

流入第二材料流入部153B的材料由于平面螺旋件40的旋转而向第二涡状部152B内输送。输送至第二涡状部152B内的材料由于平面螺旋件40的旋转以及内置于桶形件50b的加热器58的加热，至少一部分被熔融，成为具有流动性的糊状的造型材料。造型材料通过平面螺旋件40的旋转在第二涡状部152B内进行输送，并被压送到第二连通孔55B。

在本实施方式中，在对尺寸精度被要求比内部形状更高的三维造型物的外观形状进行造型时，控制部500使第二阀机构71B闭阀，并使第一阀机构71A开阀，从而从小直径的第一喷嘴孔61A向造型台310上喷吐造型材料，来对三维造型物进行造型。外观形状意指三维造型物的完成形状中的能够从外部视觉确认的部位。内部形状意指外观形状以外的三维造型物的部位。另一方面，在对三维造型物的内部形状进行造型时，控制部500使第一阀机构71A闭阀，并使第二阀机构71B开阀，从而从大直径的第二喷嘴孔61B向造型台310上喷吐造型材料，来对三维造型物进行造型。

根据如上所述的本实施方式的三维造型装置100b，可以通过一对的平面螺旋件40和桶形件50b对材料进行塑化，并从第一连通孔55A和第二连通孔55B喷吐造型材料。因此，可以在不使组装有塑化装置90b的三维造型装置100b的构成复杂化的情况下，向第一喷嘴部60A和第二喷嘴部60B供给造型材料。

此外，在本实施方式中，形成于桶形件50b的第一槽部56A具有第一涡状部152A，第二槽部56B具有第二涡状部152B。因此，可以通过平面螺旋件40的旋转，使材料在第一槽部56A内熔融，并易于向第一连通孔55A输送。此外，可以通过平面螺旋件40的旋转，使材料在第二槽部56B内熔融，并易于向第二连通孔55B输送。

此外，在本实施方式中，第一涡状部152A的形状与第二涡状部152B的形状不同，因此，可以从第一连通孔55A和第二连通孔55B喷吐不同流量、不同压力的造型材料。特别是，在本实施方式中，与第一连通孔55A连通的第一涡状部152A的截面积A1小于与第二连通孔55B连通的第二涡状部152B的截面积A2。因此，可以使向与小直径的第一喷嘴孔61A连通的第一连通孔55A压送的造型材料的圧力高于向与大直径的第二喷嘴孔61B连通的第二连通孔55B压送的造型材料的圧力。因此，可以抑制从阻力大于第二喷嘴孔61B的第一喷嘴孔61A喷吐的造型材料的喷吐量的下降。

此外，在本实施方式中，可以通过叶片部43搅拌平面螺旋件40和桶形件50b内的材料，因此，易于使材料流入第一材料流入部153A和第二材料流入部153B。

此外，在本实施方式中，第一喷嘴孔61A的喷嘴直径Dn1小于第二喷嘴孔61B的喷嘴直径Dn2。因此，通过从小直径的第一喷嘴孔61A喷吐造型材料，可以精密地对在尺寸精度、表面粗糙度方面要求比三维造型物的内部形状更高的品质的外观形状进行造型。此外，通过从大直径的第二喷嘴孔61B喷吐造型材料，可以在短时间内对三维造型物的内部形状进行造型。

此外，在本实施方式中，可以通过第一阀机构71A切换从第一喷嘴孔61A喷吐造型材料的开和关，可以通过第二阀机构71B切换从第二喷嘴孔61B喷吐造型材料的开和关。因此，可以在从第一喷嘴孔61A喷吐造型材料来对三维造型物进行造型时，抑制从第二喷嘴孔61B漏出造型材料，可以在从第二喷嘴孔61B喷吐造型材料来对三维造型物进行造型时，抑制从第一喷嘴孔61A漏出造型材料。

此外，在本实施方式中，第一供给口25A配置于第一材料流入部153A的上方的倾斜部53，第二供给口25B配置于第二材料流入部153B的上方的倾斜部53。因此，由于可以从各材料流入部153A、153B附近的位置向供给空间59供给材料，所以材料可以更加容易地流入各材料流入部153A、153B。

C.第三实施方式：

图7是示出第三实施方式中的桶形件50c的底面51的构成的俯视图。在第三实施方式的三维造型装置100c中，喷吐单元200c中的桶形件50c的形态与第二实施方式不同。具体而言，在桶形件50c的底面51形成有分别与不同的喷嘴孔61连通的第一连通孔55A、第二连通孔55B、第三连通孔55C以及第四连通孔55D。此外，在桶形件50c的底面51形成有与第一连通孔55A连接的第一槽部56A、与第二连通孔55B连接的第二槽部56B、与第三连通孔55C连接的第三槽部56C以及与第四连通孔55D连接的第四槽部56D。在桶形件50c中的构成侧壁面52的部分形成有向第一槽部56A供给材料的第一供给口25A、向第二槽部56B供给材料的第二供给口25B、向第三槽部56C供给材料的第三供给口25C以及向第四槽部56D供给材料的第四供给口25D。其它的构成只要没有特别地进行说明，均与第二实施方式相同。需要说明的是，在图7中，为了易于进行技术的理解，对各槽部56A、56B、56C、56D绘制了影线。

第一槽部56A具有第一中央部151A、第一涡状部152A以及第一材料流入部153A。第一中央部151A是第一连通孔55A周围的圆形的凹陷。第一涡状部152A的一端经由第一中央部151A与第一连通孔55A连接。第一涡状部152A以将第一中央部151A作为中心向底面51的外周画弧的方式呈涡状延伸。第一涡状部152A的另一端与第一材料流入部153A连接。第一材料流入部153A是设置于底面51的外周缘的比第一涡状部152宽度更宽的槽状的部分。第一供给口25A配置于第一材料流入部153A的上方的倾斜部53。

第二槽部56B具有第二中央部151B、第二涡状部152B以及第二材料流入部153B。第二槽部56B具有使第一槽部56A以底面51的中心为轴逆时针旋转90度而成的形状。与材料供给部20连通的第二供给口25B配置于第二材料流入部153B的上方的倾斜部53。

第三槽部56C具有第三中央部151C、第三涡状部152C以及第三材料流入部153C。第三槽部56C具有使第二槽部56B以底面51的中心为轴逆时针旋转90度而成的形状。与材料供给部20连通的第三供给口25C配置于第三材料流入部153C的上方的倾斜部53。

第四槽部56D具有第四中央部151D、第四涡状部152D以及第四材料流入部153D。第四槽部56D具有使第三槽部56C以底面51的中心为轴逆时针旋转90度而成的形状。与材料供给部20连通的第四供给口25D配置于第四材料流入部153D的上方的倾斜部53。

在本实施方式中，通过四个供给路径22A、22B、22C、22D连接材料供给部20与各供给口25A、25B、25C、25D之间。需要说明的是，也可以设置四个材料供给部20，各供给口25A、25B、25C、25D通过各供给路径22A、22B、22C、22D与各材料供给部20连通。例如，也可以是第一供给口25A经由第一供给路径22A与第一材料供给部连通，第二供给口25B经由第二供给路径22B与第二材料供给部连通，第三供给口25C经由第三供给路径22C与第三材料供给部连通，第四供给口25D经由第四供给路径22D与第四材料供给部连通。各材料供给部20中也可以容纳不同种类的材料。

根据以上说明的本实施方式的三维造型装置100c，各供给口25A、25B、25C、25D配置于各材料流入部153A、153B、153C、153D的上方的倾斜部53。因此，可以从各材料流入部153A、153B、153C、153D附近的位置向供给空间59供给材料，从而材料可以更加容易地流入各材料流入部153A、153B、153C、153D。

D.其它实施方式：

(D1)在上述各实施方式的三维造型装置100、100b、100c中，平面螺旋件40的叶片部43设置为与旋转轴RX平行。针对于此，叶片部43也可以具有相对于旋转轴RX倾斜的面。具体而言，平面螺旋件40的旋转方向上的前侧的叶片部43的面也可以相对于旋转轴RX倾斜，使得在旋转的平面螺旋件40的叶片部43处，当材料与平面螺旋件40的旋转方向上的前侧的面接触时，向端面45侧推出材料。在这种情况下，通过旋转的平面螺旋件40的叶片部43，可以将平面螺旋件40与桶形件50之间的材料向桶形件50的底面51压送。因此，可以更加容易地向槽部56供给材料。

(D2)在上述各实施方式的三维造型装置100、100b、100c中，涡状部152的截面积为一定。针对于此，涡状部152的截面积也可以随着往连通孔55而变小。例如，涡状部152既可以形成为随着往连通孔55而宽度变窄，也可以形成为随着往连通孔55而深度变浅。在这种情况下，可以提高从涡状部152内向连通孔55压送的造型材料的圧力。

(D3)在上述各实施方式的三维造型装置100、100b、100c中，平面螺旋件40具有叶片部43。针对于此，平面螺旋件40也可以没有叶片部43。即便是在这种情况下，也可以连续地向槽部56供给材料。

(D4)在上述各实施方式的三维造型装置100、100b、100c中，侧壁面52具有倾斜部53。针对于此，侧壁面52也可以没有倾斜部53。即便是在这种情况下，也可以从供给空间59向槽部56连续地供给材料。

(D5)在上述第二实施方式的三维造型装置100b中，第一喷嘴孔61A的长度Ln1与第二喷嘴孔61B的长度Ln2相同。针对于此，第一喷嘴孔61A的长度Ln1与第二喷嘴孔61B的长度Ln2也可以不同。例如，也可以是第一喷嘴孔61A的长度Ln1比第二喷嘴孔61B的长度Ln2长。

(D6)图8是示出作为其它方式的注射成型装置110的概略构成的说明图。除了三维造型装置100、100b、100c之外，喷吐单元200d也可以用于注射成型装置110。在图8所示的注射成型装置110中，喷吐单元200d除了塑化装置90以及喷嘴部60之外，还具备注射部600。塑化装置90的构成、功能如上所述。需要说明的是，在图8中，省略了材料供给部20及供给路径22的图示。注射部600对从塑化装置90供给的熔融材料进行计量，在锁模状态下，从喷嘴部60向通过上模710以及未图示的下模所划分的空间注射熔融材料。注射部600具有注射气缸610、注射柱塞620、止回阀630以及注射电机640。通过注射电机640的驱动，注射柱塞620向连通孔55侧的相反侧滑动，从而连通孔55内的熔融材料被引入注射气缸610内进行计量。通过注射电机640的驱动，注射柱塞620向连通孔55侧滑动，从而注射气缸610内的熔融材料被压送到喷嘴部60侧，向通过上模710以及下模所划分的空间注射。

E.其它方式：

本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以通过各种方式来实现。例如，本公开也可以通过以下的方式实现。为了解决本公开的问题的一部分或全部、或者达成本公开的效果一部分或全部，以下记载的各方式中的技术特征所对应的上述实施方式中的技术特征可以适当地进行替换或组合。此外，该技术特征只要是未作为本说明书中的必要技术特征进行说明，则可以适当地进行删除。

(1)根据本公开的第一方式，提供一种使材料塑化成为熔融材料的塑化装置。该塑化装置具备：驱动电机；旋转体，借助所述驱动电机以旋转轴为中心进行旋转，并具有垂直于所述旋转轴的端面和与所述端面交叉的侧面；桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；壳体，容纳所述旋转体；以及材料供给部，容纳所述材料。所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有与所述旋转体的所述侧面相对并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置的侧壁面，在所述桶形件的所述底面形成有流出所述熔融材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间。

根据该方式的塑化装置，可以向槽部连续地供给材料，因此，可以抑制向连通孔压送的熔融材料的圧力变动。因此，可以抑制从连通孔喷吐的熔融材料的流量变动。

(2)在上述方式的塑化装置中，也可以是，所述侧壁面具有连通所述材料供给部和所述供给空间的供给口，所述材料通过所述供给口而流入所述供给空间。

根据该方式的塑化装置，可以从靠近槽部的位置供给材料。因此，可以更加容易地向槽部供给材料。

(3)在上述方式的塑化装置中，也可以是，所述旋转体具有从所述侧面向所述供给空间突出的板状的多个叶片部，所述材料通过所述叶片部之间而流入所述槽部。

根据该方式的塑化装置，可以通过旋转的旋转体的叶片部搅拌旋转体与桶形件之间的材料。因此，可以抑制材料附着于桶形件而使旋转体与桶形件之间的空间堵塞。

(4)在上述方式的塑化装置中，也可以是，所述叶片部具有沿着所述旋转轴倾斜的面。

根据该方式的塑化装置，可以通过叶片部将旋转体与桶形件之间的材料向桶形件的底面压送。因此，可以更加容易地向槽部供给材料。

(5)在上述方式的塑化装置中，也可以是，所述侧壁面在与所述底面交叉的位置上具有倾斜部，该倾斜部以随着往所述底面而靠近所述底面的中心的方式倾斜。

根据该方式的塑化装置，可以沿着倾斜部形成朝向槽部的材料的流动。因此，可以更加容易地向槽部供给材料。

(6)在上述方式的塑化装置中，也可以是，所述槽部随着往所述连通孔而截面积变小。

根据该方式的塑化装置，可以提高从槽部内向连通孔压送的熔融材料的圧力。

(7)根据本公开的第二方式，提供一种三维造型装置。该三维造型装置具备：喷嘴，喷吐造型材料；塑化装置，使材料塑化成为所述造型材料，并向所述喷嘴供给所述造型材料；以及控制部，控制所述塑化装置。所述塑化装置具备：驱动电机；旋转体，借助所述驱动电机以旋转轴为中心进行旋转，并具有垂直于所述旋转轴的端面和与所述端面交叉的侧面；桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；壳体，容纳所述旋转体；以及材料供给部，容纳所述材料。所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有与所述旋转体的所述侧面相对并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置的侧壁面，在所述桶形件的所述底面形成有向所述喷嘴流出所述造型材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间。

根据该方式的三维造型装置，可以向槽部连续地供给材料，因此，可以抑制向连通孔压送的造型材料的圧力变动。因此，可以抑制从连通孔喷吐的造型材料的流量变动。

本公开也可以通过塑化装置之外的各种方式实现。例如，可以通过三维造型装置、喷吐单元等方式实现。

Claims (6)

1.一种塑化装置，其特征在于，使材料塑化成为熔融材料，所述塑化装置具备：

驱动电机；

旋转体，借助所述驱动电机而以旋转轴为中心进行旋转，并具有与所述旋转轴垂直的端面和与所述端面交叉的侧面；

桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；

壳体，容纳所述旋转体；以及

材料供给部，容纳所述材料，

所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有侧壁面，所述侧壁面与所述旋转体的所述侧面相对，并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置，

在所述桶形件的所述底面形成有流出所述熔融材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，

从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定，其中：

所述旋转体具有板状的多个叶片部，所述叶片部从所述侧面向所述供给空间突出，

所述材料通过所述叶片部之间而流入所述槽部。

2.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于，

所述侧壁面具有连通所述材料供给部和所述供给空间的供给口，所述材料通过所述供给口而流入所述供给空间。

3.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于，

所述叶片部具有沿着所述旋转轴倾斜的面。

4.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于，

所述侧壁面在与所述底面交叉的位置上具有倾斜部，所述倾斜部以随着往所述底面而靠近所述底面的中心的方式倾斜。

5.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于，

所述槽部随着往所述连通孔而截面积变小。

6.一种三维造型装置，其特征在于，具备：

喷嘴，喷吐造型材料；

塑化装置，使材料塑化成为所述造型材料，并向所述喷嘴供给所述造型材料；以及

控制部，控制所述塑化装置，

所述塑化装置具备：

驱动电机；

旋转体，借助所述驱动电机而以旋转轴为中心进行旋转，并具有与所述旋转轴垂直的端面和与所述端面交叉的侧面；

桶形件，具有与所述旋转体的所述端面相对的底面和加热器；

壳体，容纳所述旋转体；以及

材料供给部，容纳所述材料，

所述桶形件和所述壳体中至少任一方具有侧壁面，所述侧壁面与所述旋转体的所述侧面相对，并沿着所述桶形件的所述底面的外周立起设置，

在所述桶形件的所述底面形成有向所述喷嘴流出所述造型材料的连通孔和与所述连通孔连接的涡状的槽部，

从所述材料供给部向所述槽部供给所述材料的供给空间由所述旋转体的所述侧面以及所述侧壁面划定；其中：

所述旋转体具有板状的多个叶片部，所述叶片部从所述侧面向所述供给空间突出，

所述材料通过所述叶片部之间而流入所述槽部。

Images