JP2021024148A - 可塑化装置、三次元造形装置および射出成形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
<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。
<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。
<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。
<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。
図8は、第2実施形態における三次元造形装置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、可塑化部30bのシリンダー50b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。
図9は、第3実施形態における射出成形装置110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110は、射出ユニット210と、固定金型610と、可動金型620と、型締装置630と、制御部510とを備えている。
(D1)図10は、他の実施形態における空隙部156の構成を示す説明図である。図10には、中心軸AX1に垂直なシリンダー50の断面が表されている。供給口54と第1加熱部71との間におけるシリンダー50の内部には、シリンダー50の外部に連通しない空洞状の空隙部156が設けられてもよい。例えば、第2部分152の上端面に溝が形成され、第1部分151の下端面に上述した溝とは上下逆に溝が形成されて、拡散接合等の金属接合技術を用いて第1部分151と第2部分152とが一体化されることによって、シリンダー50の内部に、シリンダー50の外部に連通しない空洞状の空隙部156を設けることができる。
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。
この形態の可塑化装置によれば、第1加熱部が設けられた第2部分の内壁面とスクリューの外表面との最短距離が、供給口を有する第1部分の内壁面とスクリューの外表面との最短距離よりも長く設定されることによって、第1加熱部からの熱がスクリューに伝わりにくくなるので、スクリューの温度が高くなりすぎることを抑制できる。そのため、スクリューを伝わった熱によって供給口の近傍の材料が溶融することを抑制できる。
この形態の可塑化装置によれば、シリンダーの第1部分の内径と第2部分の内径とを異ならせなくても、第2部分の内壁面とスクリューの外表面との最短距離を、第1部分の内壁面とスクリューの外表面との最短距離よりも長くできる。そのため、シリンダーの加工が複雑になることを抑制できる。
この形態の可塑化装置によれば、ノズルの近傍の材料の温度を高めることができる。そのため、ノズルから吐出される材料の流動性を高めることができる。
この形態の可塑化装置によれば、供給口の近傍の温度が高くなりすぎることを抑制できる。
この形態の可塑化装置によれば、第1部分と第2部分とが断熱部を介して接続されているため、第2部分から第1部分に熱が伝わることを抑制できる。
この形態の可塑化装置によれば、断熱部に空隙部が設けられるため、第2部分から第1部分に熱が伝わることをさらに抑制できる。
この形態の可塑化装置によれば、シリンダーにおける供給口を有する部分と第1加熱部が設けられた部分との間に空隙部が設けられているため、シリンダーにおける第1加熱部が設けられた部分から供給口の近傍に熱が伝わることを抑制できる。
Claims (9)
- 可塑化装置であって、
材料が供給される供給口を有するシリンダーと、
前記シリンダーの内部にて回転する螺旋状のスクリューと、
前記シリンダーの内部で可塑化された前記材料を吐出するノズルと、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記ノズルとの間に設けられた第1加熱部と、
を備え、
前記シリンダーは、前記供給口を有する第1部分と、前記第1加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第2部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離は、前記第1部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離よりも長い、
可塑化装置。 - 請求項1に記載の可塑化装置であって、
前記第2部分の内壁面に対向する前記スクリューの外表面と前記スクリューの中心軸との最大距離は、前記第1部分の内壁面に対向する前記スクリューの外表面と前記中心軸との最大距離よりも短い、可塑化装置。 - 請求項1または請求項2に記載の可塑化装置であって、
前記ノズルを加熱する第2加熱部が設けられている、可塑化装置。 - 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部分を冷却する冷却部が設けられている、可塑化装置。 - 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、
前記シリンダーは、前記第1部分と前記第2部分とが別体で形成されており、
前記第1部分と前記第2部分とが断熱部を介して接続されている、可塑化装置。 - 請求項5に記載の可塑化装置であって、
前記断熱部には、空隙部が設けられている、可塑化装置。 - 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、
前記シリンダーは、前記第1部分と前記第2部分とが一体で形成されており、
前記供給口と前記第1加熱部との間における前記シリンダーの一部に空隙部が設けられている、可塑化装置。 - 三次元造形装置であって、
材料が供給される供給口を有するシリンダーと、
前記シリンダーの内部にて回転する螺旋状のスクリューと、
前記スクリューを回転させるスクリュー駆動部と、
前記シリンダーの内部で可塑化された前記材料をステージに向かって吐出するノズルと、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記ノズルとの間に設けられた第1加熱部と、
前記スクリュー駆動部と前記第1加熱部とを制御する制御部と、
を備え、
前記シリンダーは、前記供給口を有する第1部分と、前記第1加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第2部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離は、前記第1部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離よりも長い、
三次元造形装置。 - 射出成形装置であって、
材料が供給される供給口を有するシリンダーと、
前記シリンダーの内部にて回転する螺旋状のスクリューと、
前記スクリューを回転させるスクリュー駆動部と、
前記シリンダーの内部で可塑化された前記材料を金型に向かって吐出するノズルと、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記ノズルとの間に設けられた第1加熱部と、
前記スクリュー駆動部と前記第1加熱部とを制御する制御部と、
を備え、
前記シリンダーは、前記供給口を有する第1部分と、前記第1加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第2部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離は、前記第1部分の内壁面と前記スクリューの外表面との最短距離よりも長い、
射出成形装置。
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