JP7326976B2 - 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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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10は、第2実施形態におけるシリンダー50bの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11は、第3実施形態におけるシリンダー50cの構成を示す説明図である。図11には、第2冷媒流路92cの経路が破線で表されており、後述する第1領域RG1と第2領域RG2との境界が二点鎖線で表されている。第3実施形態の三次元造形装置100cでは、可塑化部30cのシリンダー50cの構成が第1実施形態と異なる。より具体的には、シリンダー50cの第1部分151cの内部に設けられた第2冷媒流路92c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12は、第4実施形態におけるシリンダー50dの構成を示す説明図である。図12には、第2冷媒流路92dの経路が破線で表されており、後述する第3領域RG3と第4領域RG4との境界が二点鎖線で表されている。第4実施形態の三次元造形装置100dでは、可塑化部30dのシリンダー50dの構成が第1実施形態と異なる。より具体的には、シリンダー50dの第1部分151dの内部に設けられた第2冷媒流路92d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13は、第5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。
(F1)図14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14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、モーターを有するスクリュー駆動部を収容するケースに第1冷媒流路が設けられているので、モーターの温度が高くなりすぎることを抑制できる。そのため、所期の回転数でスクリューを回転させやすくできるので、所期の量の材料をノズルから吐出させやすくできる。
この形態の可塑化装置によれば、第2冷媒流路に冷媒を流して、供給口を有する第1部分を冷却できるので、供給口の近傍で材料が溶融して、スクリューの回転による材料の搬送が困難になることを抑制できる。そのため、ノズルの先端から吐出される材料の量が不足す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冷媒流路に冷媒を供給するための装置と、第2冷媒流路に冷媒を供給するための装置とを別々に設けなくても、第1冷媒流路と第2冷媒流路との両方に冷媒を供給することができるので、装置を小型化できる。
この形態の可塑化装置によれば、第2冷媒流路を流れる冷媒の温度を、第1冷媒流路を流れる冷媒の温度よりも低くできるので、供給口を有する第1部分を効果的に冷却できる。
この形態の可塑化装置によれば、供給口からの距離が近い第1領域には、供給口からの距離が遠い第2領域に比べて密に第2冷媒流路が配置されているので、供給口の近傍を効果的に冷却できる。
この形態の可塑化装置によれば、第2部分からの距離が近い第3領域には、第2部分からの距離が遠い第4領域に比べて密に第2冷媒流路が配置されているので、第1部分における第2部分の近傍を効果的に冷却できる。そのため、加熱部からの熱が第2部分を介して第1部分に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、シリンダーにおける供給口を有する部分と加熱部が設けられた部分との間に断熱部が設けられているため、第1加熱部からの熱が供給口の近傍に伝わることを抑制できる。
Claims (6)
- 可塑化装置であって、
材料が供給される供給口と、可塑化された前記材料を吐出する貫通孔と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、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記貫通孔との間に設けられた加熱部と、
前記スクリューを回転させるモーターを有するスクリュー駆動部と、
前記スクリュー駆動部の少なくとも一部を収容し、第1冷媒流路を有するケースと、
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、前記加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第1部分は、第2冷媒流路を有し、
前記第2冷媒流路は、前記第1冷媒流路に連通しており、
前記第2冷媒流路から前記第1冷媒流路に冷媒が流れる、
可塑化装置。 - 可塑化装置であって、
材料が供給される供給口と、可塑化された前記材料を吐出する貫通孔と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、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記貫通孔との間に設けられた加熱部と、
前記スクリューを回転させるモーターを有するスクリュー駆動部と、
前記スクリュー駆動部の少なくとも一部を収容し、第1冷媒流路を有するケースと、
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、前記加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第1部分は、第2冷媒流路を有し、
前記第1部分は、第1領域と、前記第1領域と前記供給口との間の距離よりも前記供給口との距離が長い第2領域とを有し、
前記第1領域には、前記第2領域に比べて前記第2冷媒流路が密に配置されている、
可塑化装置。 - 可塑化装置であって、
材料が供給される供給口と、可塑化された前記材料を吐出する貫通孔と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、
前記シリンダーにおける前記供給口と前記貫通孔との間に設けられた加熱部と、
前記スクリューを回転させるモーターを有するスクリュー駆動部と、
前記スクリュー駆動部の少なくとも一部を収容し、第1冷媒流路を有するケースと、
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、前記加熱部が設けられた第2部分とを有し、
前記第1部分は、第2冷媒流路を有し、
前記第1部分は、第3領域と、前記第3領域と前記第2部分との間の距離よりも前記第2部分との距離が長い第4領域とを有し、
前記第3領域には、前記第4領域に比べて前記第2冷媒流路が密に配置されている、
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、
前記シリンダーは、前記供給口と前記加熱部との間に断熱部を有する、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と、
前記貫通孔に連通し、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、
を備える、三次元造形装置。 - 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と、
前記貫通孔に連通し、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、
を備える、射出成形装置。
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