JP2021172003A - 可塑化装置、三次元造形装置、および射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して材料を可塑化することができる可塑化装置を提供する。
【解決手段】材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記溝の温度を測定する第１温度センサーと、前記駆動モーターを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、前記第１温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、を行う、可塑化装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、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。

材料を可塑化する可塑化装置が知られている。

例えば特許文献１には、材料流入通路が一端面に開口するバレルと、バレルの一端面に対して摺接する端面を有するローターと、ローターの端面に形成された螺旋溝と、を備えた可塑化送出装置が記載されている。螺旋溝は、径方向外側端部から材料が供給されるとともに、径方向内側端部がバレルの材料流入通路の開口端に連通している。

特開２０１０−２４１０１６号公報

上記のようなローターを備えた可塑化送出装置では、材料の搬送と材料の溶融とのバランスによって、安定して材料を可塑化することができる。理想的には、螺旋溝の径方向外側端部である材料の供給部では、材料が固体の状態であり、螺旋溝の径方向内側端部に向かうにつれて、材料が溶融した状態となっていることが望ましい。例えば供給部で材料が溶融した状態であると、溶融した材料が供給部から外側に漏れてしまい、安定して材料を可塑化できない場合がある。

本発明に可塑化装置の一態様は、
材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する第１温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記第１温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記第１温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

本発明に可塑化装置の一態様は、
材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対応する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記材料を冷却する冷却部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記冷却部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記冷却部の出力値を第１出力値とする第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記冷却部の出力値を前記第１出力値よりも高い第２出力値とする第２処理と、
を行う。

本発明に三次元造形装置の一態様は、
三次元造形物を造形する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、
を含み、
前記可塑化部は、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

本発明に射出成形装置の一態様は、
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、
を含み、
前記可塑化部は、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

本実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る三次元造形装置のフラットスクリューを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る三次元造形装置のフラットスクリューを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る三次元造形装置のバレルを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る三次元造形装置の造形処理を説明するためのフローチャート。 本実施形態に係る三次元造形装置によって造形される三次元造形物を模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置のフラットスクリューを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る射出成形装置を模式的に示す断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 三次元造形装置
１．１． 構成
まず、本実施形態に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る三次元造形装置１００を模式的に示す断面図である。なお、図１では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、例えば、水平方向である。Ｚ軸方向は、例えば、鉛直方向である。

三次元造形装置１００は、図１に示すように、例えば、造形ユニット１０と、ステージ２０と、移動機構３０と、を含む。

三次元造形装置１００は、造形ユニット１０のノズル１７０からステージ２０に溶融材料を吐出させつつ、移動機構３０を駆動して、ノズル１７０とステージ２０との相対的な位置を変化させる。これにより、三次元造形装置１００は、ステージ２０上に所望の形状の三次元造形物を造形する。造形ユニット１０の詳細な構成は、後述する。

ステージ２０は、移動機構３０によって移動される。三次元造形物は、ステージ２０の造形面２２に形成される。

移動機構３０は、造形ユニット１０とステージ２０との相対的な位置を変化させる。図示の例では、移動機構３０は、造形ユニット１０に対して、ステージ２０を移動させる。移動機構３０は、例えば、３つのモーター３２の駆動力によって、ステージ２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ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。モーター３２は、制御部１８０によって制御される。

なお、移動機構３０は、ステージ２０を移動させずに、造形ユニット１０を移動させる構成であってもよい。または、移動機構３０は、造形ユニット１０およびステージ２０の両方を移動させる構成であってもよい。

１．２． 造形ユニット
造形ユニット１０は、図１に示すように、例えば、材料投入部１１０と、可塑化部（可塑化装置）１２０と、ノズル１７０と、を有している。

材料投入部１１０には、ペレット状や粉末状の材料が投入される。ペレット状の材料としては、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）が挙げられる。材料投入部１１０は、例えば、ホッパーによって構成されている。材料投入部１１０と可塑化部１２０とは、材料投入部１１０の下方に設けられた供給路１１２によって接続されている。材料投入部１１０に投入された材料は、供給路１１２を介して、可塑化部１２０に供給される。

可塑化部１２０は、例えば、スクリューケース１２２と、駆動モーター１２４と、フラットスクリュー１３０と、バレル１４０と、第１加熱部１５０と、第２加熱部１５２と、冷却部１５４と、第１温度センサー１６０と、第２温度センサー１６２と、制御部１８０と、を有している。可塑化部１２０は、材料投入部１１０から供給された固体状態の材料を可塑化して、流動性を有するペースト状の溶融材料にして、ノズル１７０に供給する。

なお、可塑化は溶融を含む概念であり、ガラス転移温度を示す材料の場合、可塑化は、材料の温度をガラス転移点温度以上にすることであり、ガラス転移点を示さない材料の場合、可塑化は、材料の温度を融点以上にすることであり、固体から流動性の有する状態に変化させることを溶融または可塑化という。

スクリューケース１２２は、フラットスクリュー１３０を収容する筐体である。スクリューケース１２２の下面には、バレル１４０が固定されている。スクリューケース１２２とバレル１４０とによって囲まれた空間に、フラットスクリュー１３０が収容されている。

駆動モーター１２４は、スクリューケース１２２の上面に固定されている。駆動モーター１２４のシャフト１２６は、フラットスクリュー１３０の上面１３１側に接続されている。駆動モーター１２４は、制御部１８０によって制御される。

フラットスクリュー１３０は、回転軸ＲＡ方向の大きさが、回転軸ＲＡ方向と直交する方向の大きさよりも小さい略円柱形状を有している。図示の例では、回転軸ＲＡは、Ｚ軸と平行である。駆動モーター１２４が発生させるトルクによって、フラットスクリュー１３０は、回転軸ＲＡを中心に回転される。

フラットスクリュー１３０は、上面１３１と、上面１３１とは反対側の溝形成面１３２と、上面１３１と溝形成面１３２とを接続する側面１３３と、を有している。溝形成面１３２には、第１溝１３４が設けられている。ここで、図２は、フラットスクリュー１３０を模式的に示す斜視図である。図３は、フラットスクリュー１３０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図２および図３では、図１に示した状態とは上下の位置関係を逆向きとした状態を示している。

フラットスクリュー１３０の第１溝１３４は、図２および図３に示すように、例えば、中央部１３５と、接続部１３６と、材料供給部１３７と、を有している。

中央部１３５は、バレル１４０に設けられた連通孔１４６と対向している部分である。中央部１３５は、連通孔１４６と連通している。中央部１３５の形状は、例えば、Ｚ軸方向からみて、円形である。

接続部１３６は、中央部１３５と材料供給部１３７とを接続する部分である。図示の例では、接続部１３６の形状は、Ｚ軸方向からみて、中央部１３５の周りを周る渦巻状である。接続部１３６は、中央部１３５から溝形成面１３２の外周に向かって渦状に設けられている。

材料供給部１３７は、溝形成面１３２の外周に設けられた部分である。すなわち、材料供給部１３７は、フラットスクリュー１３０の側面１３３に設けられた部分である。言い換えると、材料供給部１３７は、側面１３３が開放された部分であり、フラットスクリュー１３０の側方から見える部分である。材料供給部１３７の深さは、接続部１３６の深さよりも大きくてもよい。材料投入部１１０から投入された材料は、材料供給部１３７から第１溝１３４に供給される。供給された材料は、接続部１３６および中央部１３５を通り、バレル１４０に設けられた連通孔１４６に搬送される。

バレル１４０は、図１に示すように、フラットスクリュー１３０の下方に設けられている。バレル１４０は、フラットスクリュー１３０の溝形成面１３２に対向する対向面１４２を有している。対向面１４２の中心には、連通孔１４６が設けられている。連通孔１４６は、ノズル流路１７２に連通している。ここで、図４は、バレル１４０を模式的に示す平面図である。

バレル１４０の対向面１４２には、図４に示すように、第２溝１４４と、連通孔１４６と、が設けられている。第２溝１４４は、複数設けられている。図示の例では、６つの第２溝１４４が設けられているが、その数は、特に限定されない。複数の第２溝１４４は、Ｚ軸方向からみて、連通孔１４６の周りに設けられている。第２溝１４４は、一端が連通孔１４６に接続され、連通孔１４６から対向面１４２の外周１４８に向かって渦状に延びている。第２溝１４４は、溶融材料を連通孔１４６に導く機能を有している。なお、第２溝１４４の形状は、特に限定されず、例えば、直線状であってもよい。また、連通孔１４６に溶融材料を効果的に導くことができるため、対向面１４２に第２溝１４４が設けられていることが好ましいが、対向面１４２に第２溝１４４は、設けられていなくてもよい。

第１加熱部１５０および第２加熱部１５２は、図１に示すように、バレル１４０の内部に設けられている。加熱部１５０，１５２は、材料投入部１１０から第１溝１３４に供給された材料を加熱する。第１加熱部１５０の温度は、第２加熱部１５２の温度よりも低い。第１加熱部１５０の温度は、例えば、供給される材料の融点未満である。第２加熱部１５２の温度は、例えば、供給される材料の融点以上である。ここで、図５は、三次元造形装置１００を模式的に示す図１のＶ−Ｖ線断面図である。

第１加熱部１５０および第２加熱部１５２は、図５に示すように、例えば、棒ヒーターである。加熱部１５０，１５２は、セラミックヒーターであってもよいし、電熱線ヒーターであってもよい。図示の例では、第１加熱部１５０および第２加熱部１５２は、２つずつ設けられている。２つの第１加熱部１５０の間に、連通孔１４６および２つの第２加熱部１５２が位置している。２つの第２加熱部１５２の間に、連通孔１４６が位置している。なお、図示はしないが、加熱部１５０，１５２は、環状の形状を有するリングヒーターであってもよい。

なお、三次元造形装置１００が有する加熱部の数は、特に限定されない。例えば、三次元造形装置１００は、第１加熱部１５０および第２加熱部１５２の他に第３加熱部を有していてもよい。

冷却部１５４は、バレル１４０の内部に設けられている。冷却部１５４は、例えば、冷却流路１５４ａと、入口１５４ｂと、出口１５４ｃと、を有している。図示の例では、冷却流路１５４ａは、バレル１４０の外周に沿って設けられている。Ｚ軸方向からみて、冷却流路１５４ａは、連通孔１４６および加熱部１５０，１５２を取り囲むように設けられている。冷却部１５４は、材料投入部１１０から第１溝１３４に供給された材料を冷却する。加熱部１５０，１５２および冷却部１５４によって、バレル１４０の外側から内側に向けて徐々に温度が高くなる温度勾配が形成される。

冷却流路１５４ａには、入口１５４ｂから冷媒が導入される。入口１５４ｂから導入された冷媒は、冷却流路１５４ａを流れ、出口１５４ｃから排出される。冷却部１５４は、図示はしないが、入口１５４ｂおよび出口１５４ｃに接続された冷媒循環装置を有している。該冷媒循環装置は、冷媒を冷却させながら、出口１５４ｃから入口１５４ｂへと循環させる。冷媒としては、例えば、水、工業用水などが挙げられる。

なお、加熱部１５０，１５２および冷却部１５４が設けられる位置は、特に限定されない。加熱部１５０，１５２および冷却部１５４は、スクリューケース１２２に設けられてもよいし、フラットスクリュー１３０に設けられてもよい。

第１温度センサー１６０および第２温度センサー１６２は、図１に示すように、バレル１４０に設けられている。温度センサー１６０，１６２は、例えば、熱電対、サーミスター、赤外線センサーなどである。

第１温度センサー１６０は、第１溝１３４の温度を測定する。第１温度センサー１６０は、例えば、第１溝１３４の材料供給部１３７の温度を測定する。図示の例では、温度センサー１６０は、バレル１４０の温度を介して、第１溝１３４の温度を測定する。第２温度センサー１６２は、第１温度センサー１６０が測定する第１溝１３４よりも連通孔１４６に近い第１溝１３４の温度を測定する。第１温度センサー１６０は、例えば、第１溝１３４の中央部１３５の温度を測定する。図示の例では、第２温度センサー１６２は、連通孔１４６に設けられている。

図５に示すように、第１温度センサー１６０と連通孔１４６との間の距離Ｄ１は、第２温度センサー１６２と連通孔１４６との間の距離Ｄ２の距離よりも大きい。距離Ｄ１は、第１温度センサー１６０と連通孔１４６との間の最短距離である。距離Ｄ２は、第２温度センサー１６２と連通孔１４６との間の最短距離である。図示の例では、第２温度センサー１６２は、連通孔１４６に設けられているため、距離Ｄ２は、ゼロである。

図３に示すように、第１温度センサー１６０と溝形成面１３２の外周との間の距離Ｄ３は、第２温度センサー１６２と溝形成面１３２の外周との間の距離Ｄ４の距離よりも小さい。距離Ｄ３は、第１温度センサー１６０と溝形成面１３２の外周との間の最短距離である。距離Ｄ４は、第２温度センサー１６２と溝形成面１３２の外周との間の最短距離である。

なお、第１温度センサー１６０の位置は、第１溝１３４の温度を測定することができれば、特に限定されない。例えば、第１温度センサー１６０は、フラットスクリュー１３０に設けられていてもよいし、スクリューケース１２２に設けられていてもよい。同様に、第２温度センサー１６２の位置は、連通孔１４６の温度を測定することができれば、特に限定されない。

また、三次元造形装置１００が有する温度センサーの数は、特に限定されない。例えば、三次元造形装置１００は、第１温度センサー１６０および第２温度センサー１６２の他に第３温度センサーを有していてもよい。また、第１温度センサー１６０が設けられていれば、第２温度センサー１６２は設けられていなくてもよい。

ノズル１７０は、図１に示すように、バレル１４０の下方に設けられている。ノズル１７０は、可塑化部１２０から供給された溶融材料を、ステージ２０に向かって吐出する。ノズル１７０には、ノズル流路１７２と、ノズル孔１７４と、が設けられている。ノズル流路１７２は、連通孔１４６に連通している。ノズル孔１７４は、ノズル流路１７２に連通している。ノズル孔１７４は、ノズル１７０の先端部分に設けられた開口である。ノズル孔１７４の平面形状は、例えば、円形である。連通孔１４６からノズル流路１７２に供給された溶融材料は、ノズル孔１７４から吐出される。

制御部１８０は、例えば、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、を有するコンピューターによって構成されている。制御部１８０は、例えば、主記憶装置に読み込んだプログラムをプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。制御部１８０は、駆動モーター１２４、加熱部１５０，１５２、冷却部１５４、および移動機構３０を制御する。なお、制御部１８０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。

１．３． 造形処理
次に、本実施形態に係る三次元造形装置１００の造形処理について説明する。図６は、本実施形態に係る三次元造形装置１００の造形処理を説明するためのフローチャートである。制御部１８０は、所定の開始操作を受け付けた場合に、三次元造形物ＯＢを造形するための造形処理を開始する。以下、制御部１８０の造形処理について、順に説明する。

１．３．１． ステップＳ１
まず、制御部１８０は、図６に示すように、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処理を行う。造形データは、ステージ２０の造形面２２に対するノズル１７０の移動経路、ノズル１７０から吐出される溶融材料の量、フラットスクリュー１３０の回転速度、加熱部１５０，１５２の温度、および冷却部１５４の温度など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、例えば、三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）ソフトや三次元ＣＧ（Computer Graphics）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の形状を所定の厚さの層に分割して、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は、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式、ＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification）形式、ＳＴＥＰ（Standard for the Exchange of Product）形式などのデータである。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１８０は、三次元造形装置１００に接続されたコンピューターや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリーなどの記録媒体から造形データを取得する。

１．３．２． ステップＳ２
次に、制御部１８０は、溶融材料を生成し、生成した溶融材料を吐出する処理を行う。具体的には、まず、制御部１８０は、取得した造形データに基づいて、フラットスクリュー１３０の回転、加熱部１５０，１５２の温度、および冷却部１５４の温度を制御することによって、材料を可塑化して溶融材料を生成する。

フラットスクリュー１３０の回転によって、材料投入部１１０から投入された材料が、フラットスクリュー１３０の材料供給部１３７から第１溝１３４に供給される。第１溝１３４に導入された材料は、第１溝１３４の経路に沿って中央部１３５へと搬送される。第１溝１３４を搬送される間、材料は、フラットスクリュー１３０とバレル１４０との相対的な回転によるせん断、および加熱部１５０，１５２による加熱によって溶融されて、流動性を有するペースト状の溶融材料になる。中央部１３５に集められた溶融材料は、連通孔１４６からノズル１７０に圧送される。

次に、制御部１８０は、図７に示すように、取得した造形データに基づいて、移動機構３０を制御してノズル１７０と造形面２２との相対的な位置を変化させつつ、ノズル１７０から造形面２２に向かって溶融材料を吐出させる処理を行う。これにより、例えば、三次元造形物ＯＢの１層目が造形される。なお、図７は、三次元造形装置１００の造形処理を説明するための図であり、三次元造形装置１００によって三次元造形物ＯＢが造形される様子を模式的に示している。

制御部１８０は、ステップＳ２において、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度で回転させる第１処理を行う。制御部１８０は、さらに、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度よりも高い第２温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理を行う。

制御部１８０は、第１処理を行う場合に、移動機構３０を制御して、ノズル１７０とステージ２０の相対速度を第１速度とする。制御部１８０は、さらに、第２処理を行う場合に、移動機構３０を制御して、ノズル１７０とステージ２０の相対速度を第１速度よりも小さい第２速度とする。

制御部１８０は、第１処理を行う場合および第２処理を行う場合に、フラットスクリュー１３０の回転速度と第１加熱部１５０の温度とが特定されたテーブルを読み出し、該テーブルに基づいて、第１回転速度および第２回転速度を決定してもよい。該テーブルは、図示しない記憶部に記憶されていてもよい。第１回転速度および第２回転速度は、供給される材料に基づいて、適宜決定されていてもよい。

１．３．３． ステップＳ３
次に、制御部１８０は、図６に示すように、取得した造形データに基づいて、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したか否か判定する処理を行う。三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ３で「ＮＯ」）、制御部１８０は、ステップＳ２に戻り、例えば三次元造形物ＯＢの２層目を造形する。一方、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判定した場合（ステップＳ３で「ＹＥＳ」）、制御部１８０は、造形処理を終了する。制御部１８０は、ステップＳ３において、三次元造形物ＯＢの全ての層の造形が完了したと判定するまで、ステップＳ２およびステップＳ３の処理を繰り返し行うことによって、三次元造形物ＯＢを造形する。

なお、上記の第１処理および第２処理は、三次元造形物ＯＢの全ての層の各々を造形する際に行ってもよいし、三次元造形物ＯＢの層いずれかを造形する際に行われてもよい。また、第１処理および第２処理は、三次元造形物ＯＢの層の異なる層を造形する際に行われてもよい。例えば、三次元造形物ＯＢの層の１層目で第１処理を行い、三次元造形物ＯＢの層の２層目で第２処理を行ってもよい。

１．４． 作用効果
可塑化部１２０では、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度で回転させる第１処理と、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度よりも高い第２温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、を行う。

ここで、下記式（１）は、溶融した材料の移動による熱輸送、熱伝導、およびせん断発熱を考慮したエネルギー方程式である。

せん断発熱による温度上昇は、下記式（２）のようになる。

文献「PRINCIPLES OF POLYMER PROCESSING」（Z.Tadmor and C. G. Gogos著）によると、矩形管内のせん断流れの流量は、下記式（３）のようになる。

なお、式（３）において、Ｖ_ｂｚは、バレル速度の矩形管の進行方向に沿った成分である。Ｗは、矩形管幅である。Ｈは、矩形管高さである。Ｆ_ｄは、形状因子であって下記式（４）で表され、矩形管形状ＷおよびＨの関数である。

フラットスクリューに設けられた溝の螺旋角をθとすると、Ｖ_ｂｚは、バレルの周速度Ｖ_ｂのｃｏｓθ成分であり、下記式(５)で表される。

フラットスクリューにおいて、半径ｒは、バレル外半径とは限らず、フラットスクリューに設けられた溝の接続部の任意の位置における半径となる。式（５）から、フラットスクリューの周速度は、溝の中央部に近づくほど遅くなる。

せん断速度は、フラットスクリュー１３０の回転速度に依存するので、式（２）より、回転速度が大きいほど、せん断発熱による温度上昇が大きいことになる。

上記のように、可塑化部１２０では、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度よりも高い第２温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理を行う。そのため、第２処理を行わない場合に比べて、特にせん断速度が大きくなるフラットスクリュー１３０の外周近傍における第１溝１３４の温度上昇を抑えることができる。これにより、第１溝１３４に固体の状態で材料を供給させ易く、安定して材料を可塑化することができる。その結果、溶融した材料がフラットスクリュー１３０の外側に漏れてしまって新たな材料が供給されないブリッジ現象を防ぐことができる。第１溝１３４の材料供給部１３７の圧力は第１溝１３４の接続部１３６の圧力よりも小さいため、材料供給部１３７で材料が溶融すると、材料がフラットスクリュー１３０の外側に漏れ易い。

可塑化部１２０では、第１溝１３４の温度を測定する第２温度センサー１６２を含み、第１温度センサー１６０と連通孔１４６との間の距離Ｄ１は、第２温度センサー１６２と連通孔１４６との間の距離Ｄ２よりも大きい。そのため、可塑化部１２０の制御部１８０は、第２温度センサー１６２に基づいて、第１溝１３４の連通孔１４６に近い部分の温度が供給される材料の融点以上となるように、第１加熱部１５０を制御することができる。

可塑化部１２０では、第１温度センサー１６０と溝形成面１３２の外周との間の距離Ｄ３は、第２温度センサー１６２と溝形成面１３２の外周との間の距離Ｄ４よりも小さい。そのため、可塑化部１２０の制御部１８０は、第１温度センサー１６０に基づいて、材料供給部１３７の温度が供給される材料の融点未満となるように、第１加熱部１５０を制御することができる。

三次元造形装置１００では、制御部１８０は、第１処理を行う場合に、ノズル１７０とステージ２０との相対速度を第１速度とし、第２処理を行う場合に、ノズル１７０とステージ２０との相対速度を第１速度よりも小さい第２速度とする。第２処理では、フラットスクリュー１３０の回転速度が第１処理よりも小さくなるため、その分、溶融材料の射出量が低下する場合がある。そこで、第２処理を行う場合に、ノズル１７０とステージ２０との相対速度を第１速度よりも小さい第２速度とすることにより、第１処理の場合に吐出された溶融材料によって造形された三次元造形物の幅と、第２処理の場合に吐出された溶融材料によって造形された三次元造形物の幅と、の差を小さくすることができる。

２． 三次元造形装置の変形例
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００において、上述した本実施形態の第１変形例に係る三次元造形装置２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２〜第４変形例に係る三次元造形装置において同様である。

三次元造形装置２００では、図８に示すように、連通孔１４６から射出される溶融材料の射出量を測定する射出量センサー１６４を含む点において、上述した三次元造形装置１００と異なる。

射出量センサー１６４は、例えば、ステージ２０に設けられている。射出量センサー１６４は、例えば、造形面２２に造形された三次元造形物ＯＢの質量を測定するセンサーである。射出量センサー１６４は、測定された三次元造形物ＯＢの質量に基づいて、連通孔１４６から射出される溶融材料の射出量を測定する。図示の例では、射出量センサー１６４は、ノズル１７０から吐出される溶融材料の量を測定する。

ここで、図９は、フラットスクリューの回転速度と、溶融材料の射出量と、の関係を説明するためのグラフである。第１溝の材料供給部に材料が固体状態で供給された場合、図９に示す実線のように、フラットスクリューの回転速度と、溶融材料の射出量とは、比例関係にある。図示の例では、フラットスクリューの回転速度が大きくなった場合におけるフラットスクリューの回転速度の変化量ΔＲと、射出量センサーで測定された溶融材料の射出量の変化量ΔＭと、の比ΔＭ／ΔＲは、一定である。一方、第１溝の材料供給部に材料が溶融された状態で供給された場合、材料が材料供給部から外側に漏れてしまい、図９に示す破線のように、溶融材料の射出量が減少する。

三次元造形装置２００では、比ΔＭ／ΔＲが所定値未満である場合に、制御部１８０は、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度よりも小さい第３回転速度で回転させる第３処理を行う。図示の例では、該所定値は、実線の直線の傾きである。第３処理によって、三次元造形装置２００では、第１溝１３４の材料供給部１３７の温度を低くすることができる。これにより、固体状態の材料を材料供給部１３７に供給することができる。第３回転速度は、第２回転速度と同じであってもよいし、異なってもよい。なお、射出量センサー１６４は、三次元造形物ＯＢの幅に基づいて、射出量を測定するセンサーであってもよい。

２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態の第２変形例に係る三次元造形装置３００のフラットスクリュー１３０を模式的に示す平面図である。

上述した三次元造形装置１００では、図３に示すように、第１溝１３４は、１つの接続部１３６および１つの材料供給部１３７を有していた。

これに対し、三次元造形装置３００では、図１０に示すように、第１溝１３４は、複数の接続部１３６および複数の材料供給部１３７を有している。図示の例では、第１溝１３４は、２つの接続部１３６および２つの材料供給部１３７を有している。なお、接続部１３６の数および材料供給部１３７の数は、特に限定されない。

２．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置について説明する。上述した三次元造形装置１００では、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度で回転させる第１処理と、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度よりも高い第２温度である場合に、駆動モーター１２４を制御してフラットスクリュー１３０を第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、を行う。

これに対し、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置では、第１温度センサー１６０で測定される温度が第１温度である場合に、冷却部１５４の出力値を第１出力値とする第１処理と、温度センサー１６０で測定される温度が第１温度よりも高い第２温度である場合に、冷却部１５４の出力値を第１出力値よりも高い第２出力値とする第２処理と、を行う。そのため、本実施形態の第３変形例に係る三次元造形装置では、温度センサー１６０で測定される温度が第２温度となった場合に、冷却部１５４によって第１溝１３４の温度を低くすることができ、三次元造形装置１００と同様に、安定して材料を可塑化することができる。

２．４． 第４変形例
次に、本実施形態の第４変形例に係る三次元造形装置について説明する。上述した三次元造形装置１００では、三次元造形物を造形するための材料として、ペレット状のＡＢＳが用いられていた。

これに対し、本実施形態の第４変形例に係る三次元造形装置は、可塑化部１２０において用いられる材料として、例えば、ＡＢＳ以外の熱可塑性を有する材料、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料とした材料を挙げることができる。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。

熱可塑性を有する材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド（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が挙げられる。

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１２０において、フラットスクリュー１３０の回転と、加熱部１５０，１５２の加熱と、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溶融材料は、ノズル１７０から吐出された後、温度の低下によって硬化する。

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１７０から吐出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳは、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル１７０からの吐出時には約２００℃であることが望ましい。

可塑化部１２０では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、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、金属材料を粉末状にした粉末材料に、溶融材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、可塑化部１２０に投入されることが望ましい。

金属材料としては、例えば、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（Ｎ
ｉ）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、また、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が挙げられる。

可塑化部１２０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挙げられる。

材料投入部１１０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、上述の熱可塑性樹脂、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１２０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。

材料投入部１１０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、溶剤を添加することもできる。溶剤としては、例えば、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が挙げられる。

その他に、材料投入部１１０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、バインダーが添加されていてもよい。バインダーとしては、例えば、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または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）、あるいはその他の熱可塑性樹脂が挙げられる。

３． 射出成形装置
次に、本実施形態に係る射出成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１１は、本実施形態に係る射出成形装置９００を模式的に示す断面図である。

射出成形装置９００は、図１１に示すように、例えば、上述した可塑化部１２０を含む。射出成形装置９００は、さらに、例えば、材料投入部１１０と、ノズル１７０と、射出機構９１０と、金型部９２０と、型締装置９３０と、を含む。

可塑化部１２０は、フラットスクリュー１３０の第１溝１３４に供給された材料を可塑化し、流動性を有するペースト状の溶融材料を生成して連通孔１４６から射出機構９１０へと導く。

射出機構９１０は、射出シリンダー９１２と、プランジャー９１４と、プランジャー駆動部９１６と、を有している。射出機構９１０は、射出シリンダー９１２内の溶融材料をキャビティーＣｖに射出する機能を有している。制御部１８０は、ノズル１７０からの溶融材料の射出量を制御する。射出シリンダー９１２は、バレル１４０の連通孔１４６に接続された略円筒状の部材である。プランジャー９１４は、射出シリンダー９１２の内部を摺動し、射出シリンダー９１２内の溶融材料を、可塑化部１２０に接続されたノズル１７０側に圧送する。プランジャー９１４は、モーターによって構成されるプランジャー駆動部９１６により駆動される。

金型部９２０は、可動金型９２２と、固定金型９２４と、を有している。可動金型９２２と固定金型９２４とは、互いに対向して設けられている。可動金型９２２と固定金型９２４との間には、成形品の形状に応じた空間であるキャビティーＣｖが設けられている。キャビティーＣｖには、溶融材料が射出機構９１０によって圧送される。ノズル１７０は、溶融材料を金型部９２０に吐出する。

型締装置９３０は、金型駆動部９３２を有している。金型駆動部９３２は、可動金型９２２と固定金型９２４との開閉を行う機能を有している。型締装置９３０は、金型駆動部９３２を駆動して可動金型９２２を移動させて金型部９２０を開閉させる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態から以下の内容が導き出される。

可塑化装置の一態様は、
材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する第１温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記第１温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記第１温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

この可塑化装置によれば、第２処理を行わない場合に比べて、特にせん断速度が大きくなるスクリューの外周近傍における溝の温度上昇を抑えることができる。これにより、溝に固体の状態で材料を供給させて易く、安定して材料を可塑化することができる。

前記可塑化装置の一態様において、
前記溝の温度を測定する第２温度センサーを含み、
前記第１温度センサーと前記連通孔との間の距離は、前記第２温度センサーと前記連通孔との間の距離よりも大きくてもよい。

この可塑化装置によれば、制御部は、第２温度センサーに基づいて、連通孔の温度が供給される材料の融点以上となるように、加熱部を制御することができる。

前記可塑化装置の一態様において、
前記溝は、
前記連通孔と対向する中央部と、
前記溝形成面の外周に設けられ、前記材料が供給される材料供給部と、
前記中央部と前記材料供給部とを接続する接続部と、
を有し、
前記第１温度センサーと前記溝形成面の外周との間の距離は、前記第２温度センサーと前記溝形成面の外周との間の距離よりも小さくてもよい。

この可塑化部によれば、制御部は、第１温度センサーに基づいて、材料供給部の温度が供給される材料の融点未満となるように、加熱部を制御することができる。

前記可塑化装置の一態様において、
前記連通孔から射出される前記材料の射出量を測定する射出量センサーを含み、
前記スクリューの回転速度が大きくなった場合における前記スクリューの回転速度の変化量ΔＲと、前記射出量センサーで測定される前記材料の射出量の変化量ΔＭと、の比ΔＭ／ΔＲが所定値未満である場合に、前記制御部は、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第３回転速度で回転させる第３処理を行ってもよい。

この可塑化装置によれば、第３処理を行わない場合に比べて、溝の材料供給部の温度を低くすることができ、固体状態の材料を材料供給部に供給することができる。

可塑化装置の一態様は、
材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対応する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記材料を冷却する冷却部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記冷却部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記冷却部の出力値を第１出力値とする第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記冷却部の出力値を前記第１出力値よりも高い第２出力値とする第２処理と、
を行う。

この可塑化装置によれば、安定して材料を可塑化することができる。

三次元造形装置の一態様は、
三次元造形物を造形する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、
を含み、
前記可塑化部は、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

この三次元造形装置によれば、安定して材料を可塑化することができる。

前記三次元造形装置の一態様において、
前記制御部は、前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記ノズルから前記溶融材料を吐出させ、
前記第１処理を行う場合に、前記ノズルと前記ステージとの相対速度を第１速度とし、
前記第２処理を行う場合に、前記ノズルと前記ステージとの相対速度を前記第１速度よりも小さい第２速度としてもよい。

この三次元造形装置によれば、第１処理の場合に吐出された溶融材料によって造形された三次元造形物の幅と、第２処理の場合に吐出された溶融材料によって造形された三次元造形物の幅と、の差を小さくすることができる。

射出成形装置の一態様は、
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、
を含み、
前記可塑化部は、
駆動モーターと、
前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記溝の温度を測定する温度センサーと、
前記駆動モーターを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
を行う。

この射出成形装置によれば、安定して材料を可塑化することができる。

１０…造形ユニット、２０…ステージ、２２…造形面、３０…移動機構、１００…三次元造形装置、１１０…材料投入部、１１２…供給路、１２０…可塑化部、１２２…スクリューケース、１２４…駆動モーター、１２６…シャフト、１３０…フラットスクリュー、１３１…上面、１３２…溝形成面、１３３…側面、１３４…第１溝、１３５…中央部、１３６…接続部、１３７…材料供給部、１４０…バレル、１４２…対向面、１４４…第２溝、１４６…連通孔、１４８…外周、１５０…第１加熱部、１５２…第２加熱部、１５４…冷却部、１５４ａ…冷却流路、１５４ｂ…入口、１５４ｃ…出口、１６０…第１温度センサー、１６２…第２温度センサー、１６４…射出量センサー、１７０…ノズル、１７２…ノズル流路、１７４…ノズル孔、２００，３００…三次元造形装置、９００…射出成形装置、９１０…射出機構、９１２…射出シリンダー、９１４…プランジャー、９１６…プランジャー駆動部、９２０…金型部、９２２…可動金型、９２４…固定金型、９３０…型締装置、９３２…金型駆動部

Claims (8)

1. 材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
   前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
   前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
   前記溝の温度を測定する第１温度センサーと、
   前記駆動モーターを制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記第１温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
   前記第１温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
   を行う、可塑化装置。
2. 請求項１において、
   前記溝の温度を測定する第２温度センサーを含み、
   前記第１温度センサーと前記連通孔との間の距離は、前記第２温度センサーと前記連通孔との間の距離よりも大きい、可塑化装置。
3. 請求項２において、
   前記溝は、
   前記連通孔と対向する中央部と、
   前記溝形成面の外周に設けられ、前記材料が供給される材料供給部と、
   前記中央部と前記材料供給部とを接続する接続部と、
   を有し、
   前記第１温度センサーと前記溝形成面の外周との間の距離は、前記第２温度センサーと前記溝形成面の外周との間の距離よりも小さい、可塑化装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記連通孔から射出される前記材料の射出量を測定する射出量センサーを含み、
   前記スクリューの回転速度が大きくなった場合における前記スクリューの回転速度の変化量ΔＲと、前記射出量センサーで測定される前記材料の射出量の変化量ΔＭと、の比ΔＭ／ΔＲが所定値未満である場合に、前記制御部は、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第３回転速度で回転させる第３処理を行う、可塑化装置。
5. 材料を可塑化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され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
   前記溝形成面に対応する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
   前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記材料を冷却する冷却部と、
   前記溝の温度を測定する温度センサーと、
   前記冷却部を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記冷却部の出力値を第１出力値とする第１処理と、
   前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記冷却部の出力値を前記第１出力値よりも高い第２出力値とする第２処理と、
   を行う、可塑化装置。
6. 三次元造形物を造形する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、
   を含み、
   前記可塑化部は、
   駆動モーターと、
   前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
   前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
   前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
   前記溝の温度を測定する温度センサーと、
   前記駆動モーターを制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
   前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
   を行う、三次元造形装置。
7. 請求項６において、
   前記制御部は、前記ノズルと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記ノズルから前記溶融材料を吐出させ、
   前記第１処理を行う場合に、前記ノズルと前記ステージとの相対速度を第１速度とし、
   前記第２処理を行う場合に、前記ノズルと前記ステージとの相対速度を前記第１速度よりも小さい第２速度とする、三次元造形装置。
8. 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、
   を含み、
   前記可塑化部は、
   駆動モーターと、
   前記駆動モーターによって回転され、溝が設けられた溝形成面を有するスクリューと、
   前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記対向面に前記溝と連通する連通孔が設けられたバレルと、
   前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
   前記溝の温度を測定する温度センサーと、
   前記駆動モーターを制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記温度センサーで測定される温度が第１温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを第１回転速度で回転させる第１処理と、
   前記温度センサーで測定される温度が前記第１温度よりも高い第２温度である場合に、前記駆動モーターを制御して前記スクリューを前記第１回転速度よりも小さい第２回転速度で回転させる第２処理と、
   を行う、射出成形装置。

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