JP2022075505A - Strand - Google Patents

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Abstract

To provide a resin strand with superior bendability, enabling smooth building by a three-dimensional printer.SOLUTION: A resin strand 1 is linearly formed and used as a build material for a three-dimensional printer. The strand has an outer peripheral face in which a spiral groove portion 9 is formed along an axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、ストランドに関する。 The present invention relates to strands.

立体的な形状を有する物体を成形する装置として、熱で可塑化状態とした樹脂を1層ずつ積み重ねていく熱融解積層方式を採用した3D(三次元)プリンタが知られている。この3Dプリンタは、金型、治具等を必要とすることなく三次元形状の物体を造形できる。加えて、射出成形技術では成形が困難な三次元形状の物体を造形することもできる。 As a device for molding an object having a three-dimensional shape, a 3D (three-dimensional) printer that employs a heat-melting laminating method in which resins that have been made into a thermoplastic state by heat are stacked one by one is known. This 3D printer can form a three-dimensional object without the need for a mold, a jig, or the like. In addition, it is possible to model a three-dimensional object that is difficult to mold by injection molding technology.

図12に示すように、3Dプリンタとしては、スプール201に巻回された直線状の樹脂製ストランド(フィラメント)203を、チューブ205を通してノズル207へ連続的に送り込み、ストランド203をヒータの熱で可塑化状態としてノズル207から吐出させてベース209上に積層させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 As shown in FIG. 12, as a 3D printer, a linear resin strand (filament) 203 wound around a spool 201 is continuously sent to a nozzle 207 through a tube 205, and the strand 203 is plasticized by the heat of a heater. As a state of formation, there is one that is discharged from the nozzle 207 and laminated on the base 209 (see, for example, Patent Document 1).

特開2019-123241号公報JP-A-2019-123241

ところで、上記の3Dプリンタにおいて、スプール201からノズル207へ送り込まれるストランド203の供給経路に屈曲箇所Kを有する場合、この屈曲箇所Kでストランド203に曲げ力が付与され、ストランド203が破損・損傷するおそれがある。 By the way, in the above 3D printer, when the supply path of the strand 203 sent from the spool 201 to the nozzle 207 has a bending point K, a bending force is applied to the strand 203 at the bending point K, and the strand 203 is damaged or damaged. There is a risk.

そこで本発明は、3Dプリンタによる造形を円滑に行うことが可能な曲げ性に優れた樹脂製のストランドを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a resin strand having excellent bendability, which enables smooth modeling by a 3D printer.

本発明は下記構成からなる。
3Dプリンタの造形原料として用いられる線状に形成された樹脂製のストランドであって、
外周面に螺旋状の溝部が軸方向に沿って形成されている、
ストランド。
The present invention has the following configuration.
A linearly formed resin strand used as a raw material for modeling a 3D printer.
A spiral groove is formed on the outer peripheral surface along the axial direction.
Strand.

本発明によれば、3Dプリンタによる造形を円滑に行うことが可能な曲げ性に優れた樹脂製のストランドを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin strand having excellent bendability, which can be smoothly modeled by a 3D printer.

本実施形態に係るストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るストランドの長手方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing which is perpendicular to the longitudinal direction of the strand which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るストランドを製造する製造装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the manufacturing apparatus which manufactures a strand which concerns on this embodiment. 製造装置を構成する樹脂浴部のストランド引出部に設けられたダイスの正面図である。It is a front view of the die provided in the strand drawer part of the resin bath part which constitutes a manufacturing apparatus. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. ストランドの外周面の一部を拡大して示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the part of the outer peripheral surface of a strand enlarged. 他の構造のストランドの斜視図である。It is a perspective view of the strand of another structure. 樹脂製ストランドを用いた3Dプリンタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a 3D printer using a resin strand.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(ストランド)
図1Aは、本実施形態に係るストランドの斜視図であり、図1Bは、本実施形態に係るストランドの長手方向に垂直な断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Strand)
1A is a perspective view of the strand according to the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the strand according to the present embodiment.

図1A及び図1Bに示すように、本実施形態に係るストランド1は、3Dプリンタの造形原料として用いられる線状の樹脂材料である。このストランド1は、熱可塑性樹脂を主成分とする基材3と、この基材3中に含浸され、軸方向に連続して延在する複数本の繊維束5とを有している。繊維束5は、複数本の繊維7を束ねたもので、互いに撚り合わされた状態でストランド1の中心に配置されている。本例では、3本の繊維束5を有し、これらの3本の繊維束5が互いに撚り合わされている。また、基材3の外周、ひいてはストランド1の外周面は、ストランド1の長手方向(軸方向)の垂直断面において、後述の溝部9の部分を除き、略円形状に形成されている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the strand 1 according to the present embodiment is a linear resin material used as a modeling raw material for a 3D printer. The strand 1 has a base material 3 containing a thermoplastic resin as a main component, and a plurality of fiber bundles 5 impregnated in the base material 3 and extending continuously in the axial direction. The fiber bundle 5 is a bundle of a plurality of fibers 7 and is arranged in the center of the strand 1 in a state of being twisted to each other. In this example, there are three fiber bundles 5, and these three fiber bundles 5 are twisted together. Further, the outer peripheral surface of the base material 3 and the outer peripheral surface of the strand 1 are formed in a substantially circular shape in a vertical cross section in the longitudinal direction (axial direction) of the strand 1 except for the groove portion 9 described later.

このストランド1は、その外周面に、複数(本例では3つ)の溝部9を有している。これらの溝部9は、軸方向に沿って螺旋状に形成されている。各溝部9は、軸方向の垂直断面において、周方向に等間隔に形成され、螺旋の向き及び螺旋のピッチPが同一とされていることが好ましい。溝部9の螺旋のピッチPとしては、0.001mm~500mmが好ましい。特に好ましくは0.005mm~100mmである。また、溝部9の幅寸法Waは、0.001mm~10mmが好ましく、特に好ましくは0.005mm~5mmである。溝部9の深さ寸法Hは、0.001mm~10mmが好ましく、特に0.005mm~1mmが好ましい。 The strand 1 has a plurality of (three in this example) groove portions 9 on the outer peripheral surface thereof. These groove portions 9 are formed in a spiral shape along the axial direction. It is preferable that the groove portions 9 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the vertical cross section in the axial direction, and the direction of the spiral and the pitch P of the spiral are the same. The pitch P of the spiral of the groove portion 9 is preferably 0.001 mm to 500 mm. Particularly preferably, it is 0.005 mm to 100 mm. The width dimension Wa of the groove 9 is preferably 0.001 mm to 10 mm, and particularly preferably 0.005 mm to 5 mm. The depth dimension H of the groove portion 9 is preferably 0.001 mm to 10 mm, and particularly preferably 0.005 mm to 1 mm.

ストランド1の直径dは、0.1mm~10mm程度であり、直径dとピッチPとの比率(P/d)は、0.0001~5000が好ましく、0.001~500がより好ましく、特に0.01~50が好ましい。また、ピッチPと溝部9の幅寸法Waとの比率(P/Wa)は、0.0001~500000が好ましく、0.01~50000がより好ましく、特に0.1~5000が好ましい。上記範囲にすることで、後述するストランド1の曲げ性を向上できる。 The diameter d of the strand 1 is about 0.1 mm to 10 mm, and the ratio (P / d) of the diameter d to the pitch P is preferably 0.0001 to 5000, more preferably 0.001 to 500, and particularly 0. 0.01 to 50 is preferable. The ratio (P / Wa) of the pitch P to the width dimension Wa of the groove 9 is preferably 0.0001 to 500,000, more preferably 0.01 to 50,000, and particularly preferably 0.1 to 5,000. Within the above range, the bendability of the strand 1 described later can be improved.

ストランド1を用いた3Dプリンタは、熱可塑性樹脂成分を熱で融解したストランド1を少しずつ積み重ねていくことで三次元形状の造形物を造形する、いわゆる、熱融解積層方式を採用するものである。この熱融解積層方式では、一層ずつ、先に形成した層と次の層とを半固形(軟化)状態で接着させながら造形を行う。この3Dプリンタは、熱で可塑化状態にある樹脂を少しずつ積み重ねていくことで造形物を形成できるものであれば、特に限定されない。例えば、3Dプリンタとしては、上下、左右及び前後方向に自在に移動可能な支持板と、ストランド1の熱可塑性樹脂成分を可塑化しながら上記支持板に供給する供給部とを備えるものが挙げられる。 The 3D printer using the strand 1 adopts a so-called heat-melting lamination method in which a three-dimensional shaped object is formed by gradually stacking the strands 1 in which the thermoplastic resin component is melted by heat. .. In this heat-melting lamination method, modeling is performed while adhering the previously formed layer and the next layer one by one in a semi-solid (softened) state. This 3D printer is not particularly limited as long as it can form a modeled object by gradually stacking resins in a thermoplastic state by heat. For example, examples of the 3D printer include a support plate that can be freely moved in the vertical, horizontal, and front-back directions, and a supply unit that supplies the thermoplastic resin component of the strand 1 to the support plate while plasticizing it.

ストランド1を構成する繊維束5には、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ザイロン繊維等の有機繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、岩石繊維等の無機繊維を用いることができる。強化繊維には樹脂と繊維の密着強度を向上させる為に、表面処理をした繊維を使用できる。 For the fiber bundle 5 constituting the strand 1, organic fibers such as polyethylene fiber, aramid fiber and zylon fiber, and inorganic fiber such as boron fiber, glass fiber, carbon fiber, metal fiber and rock fiber can be used. As the reinforcing fiber, a surface-treated fiber can be used in order to improve the adhesion strength between the resin and the fiber.

基材3の主成分である熱可塑性樹脂には、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートやポリ乳酸等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド、ポリアリルイミド、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトン、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン樹脂、液晶ポリマー、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール、またはポリフェニレンサルファイド等を用いることができる。 The thermoplastic resin that is the main component of the base material 3 includes polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, acrylonitrile, butadiene, and styrene resins, polystyrene resins, polyethylene terephthalates, polyester resins such as polybutylene terephthalate and polylactic acid, and polyamide resins. Resin, aromatic polyamide resin, polyetherimide, polyallylimide, polyallylate, polyether ether ketone, polyallyl ether ketone, polybenzimidazole, polyether sulfone, polysulfone, polyvinylidene fluoride resin, liquid crystal polymer, polycarbonate resin , Polyacetal, or polyphenylene sulfide or the like can be used.

これらは、樹脂単独で用いてもよいし、熱可塑性樹脂部の耐熱性、熱変形温度、熱老化、引張特性、曲げ特性、クリープ特性、圧縮特性、疲労特性、衝撃特性、摺動特性を向上させる為に、複数の樹脂をブレンドした熱可塑性樹脂を用いても良い。一例としてPEEK/PTFE、PEEK/PBI等がある。また、樹脂に炭素繊維、ガラス繊維などの短繊維、タルク等を添加した樹脂を使用できる。 These may be used alone, or may improve the heat resistance, thermal deformation temperature, heat aging, tensile properties, bending properties, creep properties, compression properties, fatigue properties, impact properties, and sliding properties of the thermoplastic resin portion. In order to make it possible, a thermoplastic resin in which a plurality of resins are blended may be used. Examples include PEEK / PTFE and PEEK / PBI. Further, a resin obtained by adding carbon fiber, short fiber such as glass fiber, talc or the like to the resin can be used.

フェノール系、チオエーテル系、ホスファイト系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系やトリアジン系等の紫外線吸収剤、ヒドラジド系やアミド系等の金属不活性化剤等を熱可塑性樹脂に添加し、造形物の耐久性を向上させることができる。 Antioxidants such as phenol-based, thioether-based and phosphite-based, ultraviolet absorbers such as benzotriazole-based and triazine-based, and metal inactivating agents such as hydrazide-based and amide-based are added to the thermoplastic resin to form a model. Durability can be improved.

フタル酸系、ポリエスル系等の可塑剤を添加し、熱可塑性樹脂の柔軟性を向上させ造形時の造形精度、また造形物の柔軟性を向上させることができる。 By adding a phthalic acid-based or polyesul-based plasticizer, the flexibility of the thermoplastic resin can be improved, and the modeling accuracy at the time of modeling and the flexibility of the modeled object can be improved.

ハロゲン系、リン酸エステル系、無機系、イントメッセント系の難燃剤を熱可塑性樹脂に添加し、造形物の難燃性を向上させることができる。 Halogen-based, phosphoric acid ester-based, inorganic-based, and intomescent-based flame retardants can be added to the thermoplastic resin to improve the flame retardancy of the modeled object.

リン酸エステル金属塩系、ソルビトール等の核材を熱可塑性樹脂に添加し、造形時の熱膨張を制御し造形精度の向上ができる。 A core material such as a phosphoric acid ester metal salt system or sorbitol can be added to the thermoplastic resin to control thermal expansion during molding and improve molding accuracy.

非イオン径、アニオン系、カチオン系等の永久帯電防止剤を熱可塑性樹脂に添加し、造形物の静電気防止性を向上させることができる。 Permanent antistatic agents such as nonionic diameter, anionic type, and cationic type can be added to the thermoplastic resin to improve the antistatic property of the modeled object.

炭化水素系、金属石鹸系等の滑剤を熱可塑性樹脂に添加し、連続繊維強化ストランドの滑性を向上させることで、造形時のストランドの送り出しを向上させることができる。 By adding a lubricant such as a hydrocarbon type or a metal soap type to the thermoplastic resin to improve the slipperiness of the continuous fiber reinforced strand, it is possible to improve the delivery of the strand during molding.

ところで、線状の樹脂製ストランドを用いて造形物を造形する3Dプリンタでは、造形物を造形する際に、ストランドは、スプールからノズルへ向かって送り込まれる。このとき、ストランドの供給経路に屈曲箇所があると、この屈曲箇所でストランドに曲げ力が付与され、ストランドが破損・損傷するおそれがある。 By the way, in a 3D printer that forms a modeled object using linear resin strands, the strands are fed from the spool toward the nozzle when the modeled object is modeled. At this time, if there is a bent portion in the supply path of the strand, a bending force is applied to the strand at this bent portion, and the strand may be damaged or damaged.

また、近年では、造形物の機械的強度を向上させる為に、繊維によって強化した連続繊維強化ストランドを用いた熱溶解積層方式(FDM:Fused Deposition Modeling)の3Dプリンタによる繊維強化樹脂(FRP:Fiber Reinforced Plastics)の造形方法が提案されており、その用途が拡大している。しかし、既存の連続繊維強化ストランドを用いて造形物を造形する際、曲率が大きい(曲率半径が小さい)箇所では、連続繊維強化ストランドの屈曲性が低く、内部の繊維が剥がれる繊維剥がれが生じることがある。すると、設計上のパスと実際の造形時におけるパスに差異が生じ、結果として造形物の造形精度の低下を招き、また、造形物に空隙が発生して品質の低下を招くおそれがある。これらの造形精度及び品質の低下は、直径の大きいストランドを用いた場合に顕著に生じる傾向がある。 In recent years, in order to improve the mechanical strength of a modeled object, a fiber reinforced plastic (FRP: Fiber) using a fused deposition modeling (FDM) 3D printer using continuous fiber reinforced strands reinforced with fibers has been used. Reinforced Plastics) modeling methods have been proposed, and their applications are expanding. However, when modeling a model using existing continuous fiber reinforced strands, the flexibility of the continuous fiber reinforced strands is low at places where the curvature is large (radius of curvature is small), and fiber peeling occurs in which the internal fibers are peeled off. There is. Then, there is a difference between the design path and the path at the time of actual modeling, which may result in a decrease in the modeling accuracy of the modeled object and a possibility that voids are generated in the modeled object and the quality is deteriorated. These deteriorations in molding accuracy and quality tend to occur significantly when using strands having a large diameter.

これに対して、本実施形態に係るストランド1によれば、外周面に螺旋状の溝部9が軸方向に沿って形成されているので、外周面における表面積を増加させ、曲げ性を向上させることができる。これにより、3Dプリンタにおいてスプールからノズルへストランド1が送り込まれる際に、その供給経路に屈曲箇所を有しているために屈曲箇所で曲げ力が付与されたとしても、破損・損傷することなく屈曲した供給経路に沿って送り込むことができる。したがって、3Dプリンタによる造形を円滑に行うことができる。また、スプールに対しても破損・損傷させることなく容易に巻き付けることができる。 On the other hand, according to the strand 1 according to the present embodiment, since the spiral groove portion 9 is formed on the outer peripheral surface along the axial direction, the surface area on the outer peripheral surface is increased and the bendability is improved. Can be done. As a result, when the strand 1 is sent from the spool to the nozzle in the 3D printer, even if a bending force is applied at the bending portion because the supply path has a bending portion, the strand 1 is bent without being damaged or damaged. It can be sent along the supplied supply route. Therefore, modeling with a 3D printer can be performed smoothly. In addition, it can be easily wound around the spool without being damaged or damaged.

しかも、螺旋状の溝部9が複数形成されているので、曲げ性をさらに向上させることができる。また、複数の溝部9がストランド1の軸方向の垂直断面において周方向へ等間隔に形成されており、これらの溝部9の螺旋が同一方向かつ同一ピッチとされているので、あらゆる方向に対してバランスよく曲げ性を向上させることができる。そして、ストランド1における溝部9の位置と供給経路の屈曲箇所の屈曲方向を考慮することなく、屈曲部におけるストランドの破損・損傷を回避できる。 Moreover, since a plurality of spiral groove portions 9 are formed, the bendability can be further improved. Further, since the plurality of groove portions 9 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the vertical cross section of the strand 1 in the axial direction, and the spirals of these groove portions 9 are in the same direction and at the same pitch, the spiral portions 9 are formed in the same direction and at the same pitch. The bendability can be improved in a well-balanced manner. Further, it is possible to avoid breakage / damage of the strand in the bent portion without considering the position of the groove portion 9 in the strand 1 and the bending direction of the bent portion of the supply path.

また、ストランド1は、繊維7を束ねた繊維束5によって強度を大幅に高めることができるが、繊維束5を含むことにより曲がりにくくなる。しかし、外周面に形成された螺旋状の溝部9によって良好な曲げ性を確保できる。また、このような螺旋状の溝部9を設けることで、副次的効果として、熱溶解積層方式の3Dプリンタによって造形物を造形する際にも、ストランド1を良好に曲げながら造形することができ、造形物の造形精度の低下や造形物に空隙が発生することによる品質低下を抑制し、高品質な造形物を造形できる。 Further, the strength of the strand 1 can be significantly increased by the fiber bundle 5 in which the fibers 7 are bundled, but the inclusion of the fiber bundle 5 makes it difficult to bend. However, good bendability can be ensured by the spiral groove portion 9 formed on the outer peripheral surface. Further, by providing such a spiral groove portion 9, as a secondary effect, when modeling a modeled object by a fused deposition modeling 3D printer, the strand 1 can be modeled while being satisfactorily bent. It is possible to suppress the deterioration of the quality due to the deterioration of the modeling accuracy of the modeled object and the generation of voids in the modeled object, and to model the high-quality modeled object.

しかも、繊維7を束ねた複数本の繊維束5が撚り合わされているので、繊維束5自体の曲げ性も高めることができ、繊維束を含むことによる曲げ性の低下を抑えることができる。 Moreover, since the plurality of fiber bundles 5 in which the fibers 7 are bundled are twisted together, the bendability of the fiber bundle 5 itself can be improved, and the deterioration of the bendability due to the inclusion of the fiber bundles can be suppressed.

(製造装置)
次に、本実施形態に係るストランド1を製造する製造装置の一例について説明する。
図2は、本実施形態に係るストランド1を製造する製造装置100の全体構成図である。
図2に示すように、製造装置100は、繊維材料供給部11と、樹脂浴部13と、冷却部15と、撚り部17とを備える。製造装置100では、繊維材料供給部11から繰り出される繊維束5が、樹脂浴部13によって基材3となる熱可塑性樹脂Rに含浸されてストランド1とされて引き出される。そして、この樹脂浴部13から引き出されたストランド1は、撚り部17によって軸中心回りに回転されながら冷却部15によって冷却され、撚り部17に巻き取られる。
(manufacturing device)
Next, an example of a manufacturing apparatus for manufacturing the strand 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus 100 for manufacturing the strand 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus 100 includes a fiber material supply unit 11, a resin bath unit 13, a cooling unit 15, and a twisting unit 17. In the manufacturing apparatus 100, the fiber bundle 5 unwound from the fiber material supply unit 11 is impregnated with the thermoplastic resin R serving as the base material 3 by the resin bath unit 13 to be drawn out as a strand 1. Then, the strand 1 drawn out from the resin bath portion 13 is cooled by the cooling portion 15 while being rotated around the axis center by the twisting portion 17, and is taken up by the twisting portion 17.

繊維材料供給部11は、複数(本例では3つ)のスプール21と、複数のガイドローラ23とを備えている。各スプール21には、それぞれ繊維束5が巻回されており、これらのスプール21から繊維束5が送り出される。スプール21から送り出される各繊維束5は、ガイドローラ23によって互いに間隔をあけた状態に整列されて樹脂浴部13へ導かれる。 The fiber material supply unit 11 includes a plurality of (three in this example) spools 21 and a plurality of guide rollers 23. A fiber bundle 5 is wound around each spool 21, and the fiber bundle 5 is sent out from these spools 21. Each fiber bundle 5 sent out from the spool 21 is aligned with each other in a state of being spaced apart from each other by a guide roller 23 and guided to the resin bath portion 13.

樹脂浴部13は、上下に延在する筒状の樹脂浴槽25を備えており、この樹脂浴槽25には、溶融状態の熱可塑性樹脂Rが貯留されている。この樹脂浴槽25は、投入された熱可塑性樹脂Rの原料を溶融して樹脂浴槽25内へ押し出す混練押出機(図示略)を備えており、この混練押出機から溶融された熱可塑性樹脂Rが供給される。樹脂浴槽25は、その上部に繊維束導入口27を有しており、この繊維束導入口27から繊維束5が送り込まれる。また、樹脂浴槽25は、その下端における側部に、ストランド引出部29を有しており、このストランド引出部29から繊維束5が基材3に含浸されたストランド1が側方へ引き出される。 The resin bath portion 13 includes a tubular resin bathtub 25 extending vertically, and the thermoplastic resin R in a molten state is stored in the resin bathtub 25. The resin bathtub 25 is provided with a kneading extruder (not shown) that melts the raw material of the charged thermoplastic resin R and extrudes it into the resin bathtub 25, and the thermoplastic resin R melted from the kneading extruder 25 is provided. Will be supplied. The resin bathtub 25 has a fiber bundle introduction port 27 at the upper portion thereof, and the fiber bundle 5 is sent from the fiber bundle introduction port 27. Further, the resin bathtub 25 has a strand drawing portion 29 on the side portion at the lower end thereof, and the strand 1 in which the fiber bundle 5 is impregnated in the base material 3 is pulled out laterally from the strand drawing portion 29.

樹脂浴部13の樹脂浴槽25には、その内部に、それぞれ水平方向の軸心を中心に回転可能に支持された含浸ローラ41及び導入ローラ45が設けられている。含浸ローラ41は、樹脂浴槽25内における鉛直方向に沿って複数設けられ、導入ローラ45は、樹脂浴槽25内の下端に設けられている。 The resin bathtub 25 of the resin bath portion 13 is provided with an impregnation roller 41 and an introduction roller 45, which are rotatably supported around the horizontal axis, respectively, inside the resin bathtub 25. A plurality of impregnation rollers 41 are provided along the vertical direction in the resin bathtub 25, and the introduction rollers 45 are provided at the lower ends in the resin bathtub 25.

含浸ローラ41には、樹脂浴槽25の繊維束導入口27から送り込まれた3本の繊維束5が交互に掛けられて接触されている。これにより、樹脂浴槽25内において、各繊維束5が蛇行するように走行される。なお、この含浸ローラ41は、必ずしも回転可能でなくてもよい。また、繊維束5は、樹脂浴槽25内の下端において、導入ローラ45に掛けられ、その走行軌道が鉛直方向から水平方向に変更されてストランド引出部29に導かれる。 The three fiber bundles 5 sent from the fiber bundle introduction port 27 of the resin bathtub 25 are alternately hung and contacted with the impregnation roller 41. As a result, each fiber bundle 5 runs in a meandering manner in the resin bathtub 25. The impregnation roller 41 does not necessarily have to be rotatable. Further, the fiber bundle 5 is hung on the introduction roller 45 at the lower end in the resin bathtub 25, and its traveling track is changed from the vertical direction to the horizontal direction and guided to the strand drawing portion 29.

繊維束5が基材3に含浸されたストランド1が引き出されるストランド引出部29には、ダイス55が設けられている。ダイス55には、ストランド1の引出方向へ向かって窄まる円形の開口部57を有している。図3に示すように、開口部57における引出方向側の内径は、製造するストランド1の外径に対応する大きさに形成されている。また、ダイス55は、開口部57の内周面に、内方へ向かって突出する複数(本例では3つ)の溝部形成突起59を有している。これらの溝部形成突起59は、ストランド1の引出方向の垂直断面において、周方向に等間隔に形成されていることが好ましい。 A die 55 is provided in the strand drawing portion 29 from which the strand 1 in which the fiber bundle 5 is impregnated in the base material 3 is drawn out. The die 55 has a circular opening 57 that narrows in the drawing direction of the strand 1. As shown in FIG. 3, the inner diameter of the opening 57 on the drawing direction side is formed to have a size corresponding to the outer diameter of the strand 1 to be manufactured. Further, the die 55 has a plurality of (three in this example) groove forming protrusions 59 protruding inward on the inner peripheral surface of the opening 57. It is preferable that these groove-forming protrusions 59 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the vertical cross section of the strand 1 in the drawing direction.

図3においては、ダイス55の溝部形成突起59が、ストランド1の引き出し方向に垂直な断面において、周方向に等間隔で形成された例を示しているが、溝部形成突起59は必ずしも等間隔に形成されている必要はない。溝部形成突起59が等間隔に形成されてない場合、溝部9のピッチが等間隔ではなくなるが、溝部9が形成されていることで、溝部9を形成しない場合と比較してストランド1の屈曲性を向上できる。 FIG. 3 shows an example in which the groove-forming protrusions 59 of the die 55 are formed at equal intervals in the circumferential direction in a cross section perpendicular to the drawing direction of the strand 1, but the groove-forming protrusions 59 are not necessarily at equal intervals. It does not have to be formed. When the groove-forming protrusions 59 are not formed at equal intervals, the pitches of the grooves 9 are not evenly spaced, but because the grooves 9 are formed, the flexibility of the strand 1 is compared with the case where the grooves 9 are not formed. Can be improved.

なお、後述のとおり、溝部形成突起59のないダイスが用いられてもよい。 As will be described later, a die without a groove forming protrusion 59 may be used.

冷却部15は、樹脂浴部13のストランド引出部29から引き出されるストランド1の引出方向に沿って長い冷却槽31を有している。この冷却槽31には、その内部に冷却媒体として冷却水Wが貯留されている。冷却槽31には、樹脂浴部13側からストランド1が引き込まれる。冷却槽31に引き込まれたストランド1は、冷却槽31に貯留された冷却水Wによって基材3となる熱可塑性樹脂Rが冷却されて硬化される。冷却水Wによって熱可塑性樹脂Rが冷却されて硬化されたストランド1は、冷却槽31の撚り部17側から引き出される。 The cooling unit 15 has a cooling tank 31 that is long along the drawing direction of the strand 1 drawn from the strand drawing portion 29 of the resin bath portion 13. Cooling water W is stored in the cooling tank 31 as a cooling medium. The strand 1 is drawn into the cooling tank 31 from the resin bath portion 13 side. The strand 1 drawn into the cooling tank 31 is cured by cooling the thermoplastic resin R serving as the base material 3 with the cooling water W stored in the cooling tank 31. The strand 1 in which the thermoplastic resin R is cooled by the cooling water W and cured is drawn out from the twisted portion 17 side of the cooling tank 31.

撚り部17は、引込ローラ35と、巻取ボビン37と、ケース39とを有している。引込ローラ35は、ケース39における冷却部15側に設けられ、互いに対向するように二対ずつ配置されている。これらの引込ローラ35は、ストランド1を冷却部15からケース39内へ引き込む。巻取ボビン37は、ストランド1の延在方向と直交する軸線を中心として回転される。これにより、巻取ボビン37は、引込ローラ35によってケース39内に引き込まれるストランド1を巻き取る。ケース39は、ストランド1の延在方向に沿う軸線を中心に回転される。これにより、樹脂浴部13から引き出されて冷却部15を通り、撚り部17の巻取ボビン37に巻き取られるストランド1が、軸芯回りに回転されて撚りが付与される。なお、ストランド1に撚りを付与する手段としては、様々な機構が採用可能であり、例えば、互いに異なる回転方向に回転する一対のローラによってストランド1を引き取って下流側へ送り出すことにより、ストランド1に撚りを付与する撚り手段であってもよい。 The twisted portion 17 has a lead-in roller 35, a take-up bobbin 37, and a case 39. The pull-in rollers 35 are provided on the cooling unit 15 side of the case 39, and are arranged in pairs so as to face each other. These pull-in rollers 35 pull the strand 1 from the cooling unit 15 into the case 39. The take-up bobbin 37 is rotated about an axis orthogonal to the extending direction of the strand 1. As a result, the take-up bobbin 37 winds up the strand 1 drawn into the case 39 by the pull-in roller 35. The case 39 is rotated about an axis along the extending direction of the strand 1. As a result, the strand 1 drawn from the resin bath portion 13, passes through the cooling portion 15, and is wound around the winding bobbin 37 of the twisting portion 17 is rotated around the shaft core to impart twisting. Various mechanisms can be adopted as means for imparting twist to the strand 1. For example, the strand 1 is taken up by a pair of rollers rotating in different rotational directions and sent out to the downstream side to the strand 1. It may be a twisting means for imparting twist.

(製造方法)
次に、製造装置100によってストランド1を製造する製造方法の一例について説明する。
製造装置100では、含浸工程、撚り工程、冷却工程及び巻取工程を行うことによってストランド1を製造する。
(Production method)
Next, an example of a manufacturing method for manufacturing the strand 1 by the manufacturing apparatus 100 will be described.
In the manufacturing apparatus 100, the strand 1 is manufactured by performing an impregnation step, a twisting step, a cooling step, and a winding step.

(1)含浸工程
含浸工程は、製造装置100の樹脂浴部13によって繊維束5に熱可塑性樹脂Rを含浸させる工程である。この含浸工程では、繊維材料供給部11から繰り出されて樹脂浴部13の繊維束導入口27から導入された繊維束5が樹脂浴部13を通過することにより、樹脂浴槽25の内部に貯留された溶融状態の熱可塑性樹脂Rが繊維束5に含浸される。
(1) Impregnation Step The impregnation step is a step of impregnating the fiber bundle 5 with the thermoplastic resin R by the resin bath portion 13 of the manufacturing apparatus 100. In this impregnation step, the fiber bundle 5 fed out from the fiber material supply section 11 and introduced from the fiber bundle introduction port 27 of the resin bath section 13 passes through the resin bath section 13 and is stored inside the resin bathtub 25. The molten thermoplastic resin R is impregnated into the fiber bundle 5.

それぞれの繊維束5は複数の含浸ローラ41に交互に掛けられ、これらの含浸ローラ41の外周面に接触しながら走行することにより、それぞれの繊維束5を構成する複数本の繊維7が開繊される。これにより、繊維束5は、各繊維7間に熱可塑性樹脂Rが十分に含浸される。 Each fiber bundle 5 is alternately hung on a plurality of impregnated rollers 41, and by traveling while contacting the outer peripheral surfaces of these impregnated rollers 41, the plurality of fibers 7 constituting each fiber bundle 5 are opened. Will be done. As a result, the fiber bundle 5 is sufficiently impregnated with the thermoplastic resin R between the fibers 7.

(2)撚り工程
撚り工程は、熱可塑性樹脂Rが含浸された繊維束5を撚り合わせる工程である。繊維束5は、互いに間隔をあけた状態で導入ローラ45に巻回されて走行軌道が水平方向に変換され、ストランド引出部29へ導かれる。このとき、樹脂浴部13の下流側へ引き出されるストランド1が撚り部17によって軸芯回りに回転される。これにより、繊維束5は、導入ローラ45からストランド引出部29へ向かって、互いに間隔をあけた状態から互いに撚り合わされる。
(2) Twisting Step The twisting step is a step of twisting the fiber bundles 5 impregnated with the thermoplastic resin R. The fiber bundle 5 is wound around the introduction roller 45 in a state of being spaced apart from each other, the traveling track is converted in the horizontal direction, and the fiber bundle 5 is guided to the strand drawing portion 29. At this time, the strand 1 drawn out to the downstream side of the resin bath portion 13 is rotated around the shaft core by the twisted portion 17. As a result, the fiber bundles 5 are twisted together from the introduction roller 45 toward the strand drawing portion 29 from a state of being spaced apart from each other.

撚り合わされる繊維束5は、ダイス55の開口部57の中心部分に集結され、これにより、撚り合わされた繊維束5の外周が熱可塑性樹脂Rによって周方向にわたって均等に覆われた状態となる。したがって、ダイス55の開口部57から、撚り合わされた繊維束5の周囲が熱可塑性樹脂Rからなる基材3によって均等に被覆され、繊維束5を構成する繊維7の外周からの露出のないストランド1が引き出される(図3参照)。 The twisted fiber bundles 5 are gathered at the central portion of the opening 57 of the die 55, so that the outer periphery of the twisted fiber bundles 5 is evenly covered by the thermoplastic resin R in the circumferential direction. Therefore, from the opening 57 of the die 55, the periphery of the twisted fiber bundle 5 is evenly covered with the base material 3 made of the thermoplastic resin R, and the strands are not exposed from the outer periphery of the fibers 7 constituting the fiber bundle 5. 1 is pulled out (see FIG. 3).

また、このダイス55の開口部57からストランド1として引き出される際に、ストランド1の外周面には、ダイス55の開口部57の溝部形成突起59によって溝部9が形成される。このとき、ストランド1は、撚り部17によって軸芯回りに回転されていることにより、外周面の溝部9は、それぞれ螺旋状に形成される。なお、後述のとおり、溝部形成突起59のないダイスが用いられてもよく、この場合、ストランド1を撚ること自体によって基材3に溝部9が形成される。 Further, when the die 55 is pulled out as the strand 1 from the opening 57, a groove 9 is formed on the outer peripheral surface of the strand 1 by the groove forming protrusion 59 of the opening 57 of the die 55. At this time, since the strand 1 is rotated around the axis center by the twisted portion 17, the groove portions 9 on the outer peripheral surface are each formed in a spiral shape. As will be described later, a die without the groove forming protrusion 59 may be used. In this case, the groove 9 is formed on the base material 3 by twisting the strand 1.

(3)冷却工程
冷却工程は、ストランド1を冷却部15によって冷却する工程である。この冷却工程では、樹脂浴部13のストランド引出部29から引き出されたストランド1が冷却部15の冷却槽31に引き込まれ、その後、引き出される。これにより、ストランド1は、冷却槽31に貯留された冷却水Wによって基材3となる熱可塑性樹脂Rが冷却されて硬化される。
(3) Cooling Step The cooling step is a step of cooling the strand 1 by the cooling unit 15. In this cooling step, the strand 1 drawn from the strand drawing portion 29 of the resin bath portion 13 is drawn into the cooling tank 31 of the cooling portion 15 and then pulled out. As a result, the strand 1 is cured by cooling the thermoplastic resin R serving as the base material 3 by the cooling water W stored in the cooling tank 31.

(4)巻取工程
巻取工程は、ストランド1を撚り部17に巻き取らせる工程である。この巻取工程では、冷却部15で冷却されたストランド1が撚り部17の引込ローラ35によってケース39内に引き込まれ、ケース39内の巻取ボビン37に巻き取られる。
(4) Winding Step The winding step is a step of winding the strand 1 to the twisted portion 17. In this winding step, the strand 1 cooled by the cooling portion 15 is drawn into the case 39 by the lead-in roller 35 of the twisting portion 17, and is wound up by the take-up bobbin 37 in the case 39.

このように、製造装置100では、上記の工程によって、外周面に螺旋状の溝部9が形成されて屈曲性に優れたストランド1を容易に製造できる。 As described above, in the manufacturing apparatus 100, the strand 1 having a spiral groove portion 9 formed on the outer peripheral surface and having excellent flexibility can be easily manufactured by the above steps.

なお、ストランド1の構造は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、3本の繊維束5を有するストランド1を例示したが、繊維束5の本数は3本に限定されない。また、断面視円形状のストランド1の製造後に、このストランド1の外周面に螺旋状の溝部9を切削等によって形成してもよい。 The structure of the strand 1 is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the strand 1 having three fiber bundles 5 is exemplified, but the number of fiber bundles 5 is not limited to three. Further, after manufacturing the strand 1 having a circular cross-sectional view, a spiral groove portion 9 may be formed on the outer peripheral surface of the strand 1 by cutting or the like.

以下、他の構造のストランドについて説明する。
図4~図8は、それぞれ他の構造のストランドの斜視図である。
Hereinafter, strands having other structures will be described.
4 to 8 are perspective views of strands having other structures, respectively.

図4に示すストランド1Aは、複数の繊維7を束ねた繊維束5を有している。この繊維束5は、基材3の中心に設けられ、溝部9に沿って回転しながら軸方向に沿って延在している。なお、基材3の外周、ひいてはストランド1Aの外周面は、軸方向に垂直な断面において、ストランド1と同様に、溝部9の部分を除き、略円形状に形成されている。つまり、繊維束5は、ストランド1Aの外周面に対する同心円内の領域に設けられる。 The strand 1A shown in FIG. 4 has a fiber bundle 5 in which a plurality of fibers 7 are bundled. The fiber bundle 5 is provided in the center of the base material 3 and extends along the axial direction while rotating along the groove 9. The outer peripheral surface of the base material 3, and thus the outer peripheral surface of the strand 1A, is formed in a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the axial direction, except for the groove portion 9, similar to the strand 1. That is, the fiber bundle 5 is provided in a region within a concentric circle with respect to the outer peripheral surface of the strand 1A.

図5に示すストランド1Bは、図4に示すストランド1Aの溝部9の周方向の幅寸法を縮小して、溝部9の本数を増加させている。溝部9の周方向の配置ピッチを狭くすることで、ストランド1Bの屈曲性を向上するとともに、曲げ抵抗を曲げの方向によらずに均等にできる。 In the strand 1B shown in FIG. 5, the width dimension of the groove portion 9 of the strand 1A shown in FIG. 4 in the circumferential direction is reduced to increase the number of the groove portions 9. By narrowing the arrangement pitch of the groove portion 9 in the circumferential direction, the flexibility of the strand 1B can be improved and the bending resistance can be made uniform regardless of the bending direction.

図6に示すストランド1Cは、図5に示すストランド1Bの繊維束5を、3本(複数)の繊維束5としている。複数の繊維束5は、ストランド1Bの中心を点対称の中心となる位置にそれぞれ配置される。この場合も、ストランド1Cの屈曲性と曲げ抵抗の均等性が向上する。この場合、基材3が比較的硬質である等の理由により、後述する図7のストランド1Dのように撚りによって溝部が形成されにくい場合であっても、確実に溝部9を形成できる。 In the strand 1C shown in FIG. 6, the fiber bundle 5 of the strand 1B shown in FIG. 5 is a three (plural) fiber bundle 5. The plurality of fiber bundles 5 are respectively arranged at positions where the center of the strand 1B is the center of point symmetry. In this case as well, the flexibility of the strand 1C and the uniformity of the bending resistance are improved. In this case, the groove portion 9 can be reliably formed even when the groove portion is difficult to be formed by twisting as in the strand 1D of FIG. 7, which will be described later, because the base material 3 is relatively hard.

図7に示すストランド1Dは、3本(複数)の繊維束5を用いて製造したストランドである。この場合のストランド1Dの製造には、溝部形成突起59のないダイスが用いられている。そして、ストランド1Dでは、ストランド1D自体、ひいては3本(複数)の繊維束5自体を撚ることによって溝部9が形成されている。したがって、ストランド1Dでは、外周面に形成された溝部9が凹状でなく、V字状に凹んでいる。これらの溝部9も螺旋状に形成されており、その内側面が、ストランド1Dの外周面に対して滑らかに繋がるように形成されている。この場合、溝部9が繊維束5自体を撚ることで形成されるため、別途に溝部9の加工を施す必要がなくなり、製造工程を簡略化できる。 The strand 1D shown in FIG. 7 is a strand manufactured by using three (plural) fiber bundles 5. In the production of the strand 1D in this case, a die without the groove forming protrusion 59 is used. Then, in the strand 1D, the groove portion 9 is formed by twisting the strand 1D itself, and by extension, the three (plural) fiber bundles 5 themselves. Therefore, in the strand 1D, the groove portion 9 formed on the outer peripheral surface is not concave but V-shaped. These groove portions 9 are also formed in a spiral shape, and the inner side surface thereof is formed so as to be smoothly connected to the outer peripheral surface of the strand 1D. In this case, since the groove portion 9 is formed by twisting the fiber bundle 5 itself, it is not necessary to separately process the groove portion 9, and the manufacturing process can be simplified.

溝部形成突起59のないダイスを用い、ストランド自体、ひいては繊維束自体を撚ることによって溝部を形成した他の例として、図8のストランド1E、図9のストランド1Fを示す。 As another example in which the groove is formed by twisting the strand itself and thus the fiber bundle itself using a die without the groove forming protrusion 59, the strand 1E of FIG. 8 and the strand 1F of FIG. 9 are shown.

図8に示すストランド1Eでは、単一の繊維束5を内包している。ストランド1Eは、ストランド1E自体、ひいてはそれに内包されている単一の繊維束5自体を撚ることによって溝部9が形成されている。この場合の繊維束5は、基材3の中心に設けられ、溝部9に沿って回転しながら軸方向に沿って延在している。 The strand 1E shown in FIG. 8 contains a single fiber bundle 5. In the strand 1E, the groove 9 is formed by twisting the strand 1E itself and, by extension, the single fiber bundle 5 itself contained therein. In this case, the fiber bundle 5 is provided in the center of the base material 3 and extends along the axial direction while rotating along the groove portion 9.

また、図9に示すストランド1Fでは、複数の繊維束5を内包しており、構成されているものとしては、図8に示すストランド1Eと同一である。ただし、ストランド1Eよりもストランド1Fの方が、撚りの程度が多く(螺線のピッチが狭く)なっている。このため、溝部9の深さは、ストランド1Eよりもストランド1Fの方が深くなっている。これにより、図7に示すストランド1Dの断面は、3つの円が組み合わさった異形の形状であるのに対し、ストランド1Fの断面は、より円形に近い形状に形成されている。 Further, the strand 1F shown in FIG. 9 contains a plurality of fiber bundles 5, and is the same as the strand 1E shown in FIG. 8 as being configured. However, the degree of twist is larger (the pitch of the spiral wire is narrower) in the strand 1F than in the strand 1E. Therefore, the depth of the groove 9 is deeper in the strand 1F than in the strand 1E. As a result, the cross section of the strand 1D shown in FIG. 7 has an irregular shape in which three circles are combined, whereas the cross section of the strand 1F is formed in a shape closer to a circle.

図10は、図8,図9に示すストランド1E,1Fの軸方向に垂直な断面の形状を一部拡大して示す概略断面図である。なお、図10は溝部9を模式的に示しており、溝部9の深さ寸法H、溝部9の幅寸法Wa、溝部9同士の周方向間隔Lは一例である。
図10に示すストランドの外周面(基材3の外周面3a)は、同一の溝部9の周方向端部9a,9bの間の領域を除いて、ストランド1と同様に、その断面形状が略円形状に形成されている。ここでいう略円形状とは、円形状又は円形状に近い形状を意味しており、具体的には、ストランド1の軸方向の垂直断面における外周縁のうち、溝部9の領域を除いた部分が、それぞれ同一円の円弧により形成された形状をいう。また、各円弧は、必ずしも同一円の円弧でなくてもよく、それぞれの円弧が、ストランド1の中心から特定の半径位置を含んで配置されていればよい。或いは、各円弧に外接する円がストランド1の中心と同心であればよい。上記したストランドの溝部9以外の外周面の形状については、図1A,図1B,図4~図6に示すストランド1,1A,1B,1Cについても同様である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a partially enlarged shape of a cross section perpendicular to the axial direction of the strands 1E and 1F shown in FIGS. 8 and 9. Note that FIG. 10 schematically shows the groove portion 9, and the depth dimension H of the groove portion 9, the width dimension Wa of the groove portion 9, and the circumferential distance L between the groove portions 9 are examples.
The outer peripheral surface of the strand (outer peripheral surface 3a of the base material 3) shown in FIG. 10 has a substantially cross-sectional shape similar to that of the strand 1, except for the region between the circumferential end portions 9a and 9b of the same groove portion 9. It is formed in a circular shape. The substantially circular shape referred to here means a circular shape or a shape close to a circular shape, and specifically, a portion of the outer peripheral edge of the vertical cross section of the strand 1 excluding the region of the groove portion 9. Refers to a shape formed by arcs of the same circle. Further, each arc does not necessarily have to be an arc of the same circle, and each arc may be arranged including a specific radial position from the center of the strand 1. Alternatively, the circle circumscribing each arc may be concentric with the center of the strand 1. The shape of the outer peripheral surface other than the groove portion 9 of the above-mentioned strand is the same for the strands 1, 1A, 1B, and 1C shown in FIGS. 1A, 1B, and 4 to 6.

図11に示すストランド1Gは、繊維束5がなく、熱可塑性樹脂からなる基材3のみで構成されている。この場合も、基材3の外周、ひいてはストランド1Gの外周面は、軸方向に垂直な断面において、溝部9の部分を除き、上記したように略円形状に形成されている。 The strand 1G shown in FIG. 11 has no fiber bundle 5 and is composed only of the base material 3 made of a thermoplastic resin. Also in this case, the outer peripheral surface of the base material 3 and the outer peripheral surface of the strand 1G are formed in a substantially circular shape as described above in a cross section perpendicular to the axial direction, except for the groove portion 9.

以上説明した各ストランド1A,1B,1C,1D,1E,1F,1Gは、いずれも外周面に螺旋状の溝部9が軸方向に沿って形成されているので、外周面における表面積を増加させ、曲げ性を向上させることができる。なお、いずれのストランドについても、造形物の十分な強度の確保のため、ストランド全体に対して繊維が占める割合である繊維体積含有率は、5%以上で85%以下が好ましい。 In each of the strands 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, and 1G described above, the spiral groove portion 9 is formed on the outer peripheral surface along the axial direction, so that the surface area on the outer peripheral surface is increased. Flexibility can be improved. For any of the strands, the fiber volume content, which is the ratio of the fibers to the entire strand, is preferably 5% or more and 85% or less in order to secure sufficient strength of the modeled object.

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the mutual combination of the configurations of the embodiments, the description of the specification, and the well-known technique. It is also a matter of the present invention to do so, and it is included in the scope of seeking protection.

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 3Dプリンタの造形原料として用いられる線状に形成された樹脂製のストランドであって、
外周面に螺旋状の溝部が軸方向に沿って形成されている、ストランド。
このストランドによれば、外周面に螺旋状の溝部が軸方向に沿って形成されているので、外周面における表面積を増加させ、曲げ性を向上させることができる。
これにより、3Dプリンタにおいてスプールからノズルへストランドが送り込まれる際に、その供給経路に屈曲箇所を有しているために屈曲箇所で曲げ力が付与されたとしても、破損・損傷することなく屈曲した供給経路に沿って送り込むことができる。したがって、3Dプリンタによる造形を円滑に行うことができる。また、スプールに対しても破損・損傷させることなく容易に巻き付けることができる。
As described above, the following matters are disclosed in the present specification.
(1) A linearly formed resin strand used as a raw material for modeling a 3D printer.
A strand in which a spiral groove is formed along the axial direction on the outer peripheral surface.
According to this strand, since the spiral groove portion is formed on the outer peripheral surface along the axial direction, the surface area on the outer peripheral surface can be increased and the bendability can be improved.
As a result, when the strand is sent from the spool to the nozzle in the 3D printer, it is bent without being damaged or damaged even if a bending force is applied at the bending point because the supply path has a bending point. It can be sent along the supply route. Therefore, modeling with a 3D printer can be performed smoothly. In addition, it can be easily wound around the spool without being damaged or damaged.

(2) 同一方向かつ同一ピッチの螺旋状に形成された複数の前記溝部が、軸方向の垂直断面において周方向へ等間隔に形成されている、(1)に記載のストランド。
このストランドによれば、螺旋状の溝部が複数形成されているので、曲げ性をさらに向上させることができる。また、複数の溝部が断面視において周方向へ等間隔に形成されており、これらの溝部の螺旋が同一方向かつ同一ピッチとされているので、あらゆる方向に対してバランスよく曲げ性を向上させることができる。
(2) The strand according to (1), wherein the plurality of grooves formed in a spiral shape in the same direction and at the same pitch are formed at equal intervals in the circumferential direction in a vertical cross section in the axial direction.
According to this strand, since a plurality of spiral grooves are formed, the bendability can be further improved. Further, since a plurality of grooves are formed at equal intervals in the circumferential direction in a cross-sectional view and the spirals of these grooves are in the same direction and at the same pitch, the bendability is improved in a well-balanced manner in all directions. Can be done.

(3) 前記軸方向に沿って複数の繊維または繊維束を含む、(1)または(2)に記載のストランド。
このストランドによれば、繊維または繊維束によって強度を大幅に高めることができる。また、繊維または繊維束を含むことにより曲がりにくくなるが、外周面に形成された螺旋状の溝部によって良好な曲げ性を確保できる。これにより、熱溶解積層方式の3Dプリンタによって造形物を造形する際にも、ストランドを良好に曲げながら造形することができ、造形物の造形精度の低下や造形物に空隙が発生することによる品質低下を抑制し、高品質な造形物を造形できる。
(3) The strand according to (1) or (2), which comprises a plurality of fibers or fiber bundles along the axial direction.
According to this strand, the strength can be significantly increased by the fiber or the fiber bundle. Further, although it becomes difficult to bend due to the inclusion of fibers or fiber bundles, good bendability can be ensured by the spiral groove formed on the outer peripheral surface. As a result, even when modeling a modeled object with a fused deposition modeling 3D printer, it is possible to model while bending the strands satisfactorily, resulting in a decrease in modeling accuracy of the modeled object and quality due to the generation of voids in the modeled object. It is possible to suppress deterioration and create high-quality models.

(4) 前記繊維または繊維束が撚り合わされている、(3)に記載のストランド。
このストランドによれば、繊維または繊維束が撚り合わされているので、繊維または繊維束自体の曲げ性も高めることができ、繊維または繊維束を含むことによる曲げ性の低下を抑えることができる。
(4) The strand according to (3), wherein the fiber or the fiber bundle is twisted.
According to this strand, since the fiber or the fiber bundle is twisted, the bendability of the fiber or the fiber bundle itself can be enhanced, and the decrease in the bendability due to the inclusion of the fiber or the fiber bundle can be suppressed.

(5) 前記ストランドの前記軸方向の垂直断面における外周縁のうち、前記溝部の領域を除いた部分は、それぞれ同一円の円弧で形成されている、(1)から(4)のいずれか1つに記載のストランド。
このストランドによれば、断面の外周縁が同一円の円弧で形成され、全体として外周面が略円形状に形成されているため、例えば3Dプリンタで造形物を造形する際、ストランドの供給量を一定にでき、造形物の品質を安定させることができる。
(5) Any one of (1) to (4), wherein the outer peripheral edge of the strand in the vertical cross section in the axial direction, excluding the region of the groove, is formed by an arc of the same circle. One of the strands listed.
According to this strand, the outer peripheral edge of the cross section is formed by an arc of the same circle, and the outer peripheral surface is formed into a substantially circular shape as a whole. Therefore, for example, when modeling a modeled object with a 3D printer, the supply amount of the strand is increased. It can be made constant and the quality of the modeled object can be stabilized.

1、1A,1B,1C ストランド
5 繊維束
7 繊維
9 溝部
1,1A, 1B, 1C Strand 5 Fiber bundle 7 Fiber 9 Groove

Claims (5)

3Dプリンタの造形原料として用いられる線状に形成された樹脂製のストランドであって、
外周面に螺旋状の溝部が軸方向に沿って形成されている、
ストランド。
A linearly formed resin strand used as a raw material for modeling a 3D printer.
A spiral groove is formed on the outer peripheral surface along the axial direction.
Strand.
同一方向かつ同一ピッチの螺旋状に形成された複数の前記溝部が、前記軸方向の垂直断面において周方向へ等間隔に形成されている、
請求項1に記載のストランド。
A plurality of the grooves formed in a spiral shape in the same direction and at the same pitch are formed at equal intervals in the circumferential direction in the vertical cross section in the axial direction.
The strand according to claim 1.
前記軸方向に沿って複数の繊維または繊維束を含む、
請求項1または請求項2に記載のストランド。
Containing a plurality of fibers or fiber bundles along the axial direction,
The strand according to claim 1 or 2.
前記繊維または繊維束が撚り合わされている、
請求項3に記載のストランド。
The fibers or fiber bundles are twisted together,
The strand according to claim 3.
前記ストランドの前記軸方向の垂直断面における外周縁のうち、前記溝部の領域を除いた部分は、それぞれ同一円の円弧で形成されている、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のストランド。
Of the outer peripheral edge of the strand in the vertical cross section in the axial direction, the portion excluding the region of the groove is formed by an arc of the same circle.
The strand according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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