特開 2024-33147 可塑化材料吐出装置、三次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033147

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】可塑化材料吐出装置、三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/209 20170101AFI20240306BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20240306BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20240306BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240306BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

B29C64/209

B29C64/106

B29C64/393

B33Y50/02

B33Y30/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022136572

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】張 俊華

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AP03

4F213AR07

4F213AR14

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL15

4F213WL32

4F213WL74

4F213WL85

4F213WL96

(57)【要約】

【課題】可塑化材料吐出装置において、ノズル開口からの造形材料の吐出を安定させることができる技術を提供する。
【解決手段】可塑化材料吐出装置は、材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、ノズル開口を有し、ノズル開口から可塑化材料を吐出するノズルと、ノズル開口に連通し可塑化材料が流れる連通流路の内壁の少なくとも一部となる壁部、及び、壁部が可塑化材料の流動方向に交差する方向に変位するための空間を規定する孔部を有する変位部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可塑化材料吐出装置であって、
材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、
ノズル開口を有し、前記ノズル開口から前記可塑化材料を吐出するノズルと、
前記ノズル開口に連通し前記可塑化材料が流れる連通流路の内壁の少なくとも一部となる壁部、及び、前記壁部が前記可塑化材料の流動方向に交差する方向に変位するための空間を規定する孔部を有する変位部と、を備える、
可塑化材料吐出装置。

【請求項2】

前記壁部は、可撓性材料を含む、請求項１に記載の可塑化材料吐出装置。

【請求項3】

前記変位部は、さらに、前記孔部に設けられ、前記壁部を前記連通流路に向かって付勢する付勢部材を備える、請求項１に記載の可塑化材料吐出装置。

【請求項4】

請求項３に記載の可塑化材料吐出装置であって、
前記付勢部材は、前記付勢部材が前記壁部を付勢する付勢方向と、前記付勢方向に交差する方向とに変形可能に構成されている、
可塑化材料吐出装置。

【請求項5】

請求項３に記載の可塑化材料吐出装置であって、
前記付勢部材の変位量は、前記連通流路から前記付勢部材に付与される圧力に対してべき乗比例または指数比例する、
可塑化材料吐出装置。

【請求項6】

請求項１に記載の可塑化材料吐出装置であって、
さらに、前記連通流路に設けられ、前記ノズル開口からの前記可塑化材料の吐出量を調整する吐出量調整部を備え、
前記壁部は、前記連通流路において、前記吐出量調整部よりも上流に配置される、
可塑化材料吐出装置。

【請求項7】

請求項１に記載の可塑化材料吐出装置であって、
さらに、前記壁部の変位量を検出する変位量取得部を備える、
可塑化材料吐出装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の可塑化材料吐出装置と、
前記ノズルから吐出された前記可塑化材料が堆積される造形面を有するステージと、を備える、
三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、可塑化材料吐出装置、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フラットスクリューを有する溶融部によって材料を可塑化し、可塑化した材料を、溶融部とノズル開口とを連通する流路に流動させてノズル開口から吐出させる可塑化材料吐出装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－８１２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の可塑化材料吐出装置では、ノズル開口からの材料の吐出が安定しない場合があった。この課題は、フラットスクリュー方式やインラインスクリュー方式などの溶融方式に関わらず、いずれの可塑化材料吐出装置においても共通する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば、可塑化材料吐出装置が提供される。この可塑化材料吐出装置は、材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、ノズル開口を有し、前記ノズル開口から前記可塑化材料を吐出するノズルと、前記ノズル開口に連通し前記可塑化材料が流れる連通流路の内壁の少なくとも一部となる壁部、及び、前記壁部が前記可塑化材料の流動方向に交差する方向に変位するための空間を規定する孔部を有する変位部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図。

【図2】スクリューの概略構成を示す斜視図。

【図3】バレルを示す概略平面図。

【図4】三次元造形物が造形される様子を模式的に示す説明図。

【図5】連通流路およびその近傍を拡大して示す説明図。

【図6】第２実施形態の可塑化材料吐出装置が備える変位部の構成を示す説明図。

【図7】第３実施形態の可塑化材料吐出装置が備える変位部の構成を示す説明図。

【図8】無負荷状態での付勢部材を示す説明図。

【図9】付勢部材に付与される圧力と付勢部材の変位量との関係を示す説明図。

【図10】第４実施形態の可塑化材料吐出装置が備える変位部の構成を示す説明図。

【図11】無負荷状態での付勢部材を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

Ａ．第１実施形態：
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。三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００の各部を制御する制御装置１０１と、造形材料を生成して吐出する可塑化材料吐出装置２００と、三次元造形物の基台となる造形用のステージ２１０と、造形材料の吐出位置を制御する位置変更部２３０とを備える。三次元造形装置１００は、制御装置１０１の制御下において、可塑化材料吐出装置２００を駆動してステージ２１０に造形材料を吐出することによって、三次元造形物を造形する。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，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを含む。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、互いに同じ方向を表している。以下では、説明の便宜のために、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」ともいう。

【0008】

可塑化材料吐出装置２００は、制御装置１０１の制御下において、造形材料をステージ２１０上に吐出する。可塑化材料吐出装置２００は、材料供給部２０と、可塑化部３０と、連通流路６９と、ノズル６１と、を備えている。

【0009】

材料供給部２０は、造形材料に転化される前の材料の供給源である。材料供給部２０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容されている。本実施形態では、ペレット状に形成された樹脂が材料として用いられる。本実施形態における材料供給部２０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部２０の下方には、材料供給部２０と可塑化部３０との間を接続する供給路２２が設けられている。材料供給部２０は、供給路２２を介して、可塑化部３０に材料を供給する。

【0010】

可塑化部３０は、材料供給部２０から供給された固体状態の材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の可塑化材料を造形材料として生成し、生成した造形材料をノズル６１に供給する。「可塑化」とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。可塑化部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、スクリュー４０と、バレル５０とを備えている。本実施形態におけるスクリュー４０は、フラットスクリューや、スクロールと呼ばれることがある。

【0011】

図２は、スクリュー４０の概略構成を示す斜視図である。図３は、バレル５０を示す概略平面図である。スクリュー４０は、その中心軸ＲＸに沿った軸線方向の長さが、軸線方向に直交する方向の長さよりも短い略円柱状を有する。スクリュー４０は、例えば、その回転中心となる中心軸ＲＸがＺ方向に平行になるように配置される。

【0012】

図１に示すように、スクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。スクリュー４０の上面４１には駆動モーター３２が連結されている。駆動モーター３２は、制御装置１０１の制御下において駆動する。スクリュー４０は、駆動モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。なお、スクリュー４０は、減速機を介して駆動モーター３２によって駆動されてもよい。

【0013】

図２に示すように、スクリュー下面４２には、渦状の溝部４５が形成されている。材料供給部２０の供給路２２は、スクリュー４０の側面４３から、溝部４５に連通する。溝部４５は、スクリュー４０の側面４３に形成された材料導入口４４まで連続している。材料導入口４４は、材料供給部２０の供給路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。本実施形態では、溝部４５は、凸条部４６によって隔てられて３本分形成されている。なお、溝部４５の数は、３本に限られず、１本でもよく、２本以上であってもよい。溝部４５は、渦状に限らず、螺旋状あるいはインボリュート曲線状であってもよく、中央部４７から外周に向かって弧を描くように延びる形状であってもよい。

【0014】

図１に示すように、バレル５０は、スクリュー４０の下方に配置され、スクリュー下面４２に面している。バレル上面５２のうち、スクリュー下面４２の溝部４５と、バレル上面５２との間には空間が形成されており、材料の流路として機能する。バレル５０には、スクリュー４０の中心軸ＲＸ上に、ノズル６１に連通する連通孔５６が設けられている。連通孔５６は、連通流路６９の一部を形成している。図３に示すように、連通孔５６には、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。複数の案内溝５４は、溶融材料を連通孔５６に導く。なお、案内溝５４は、連通孔５６に直接的に接続されていなくてもよく、また、案内溝５４が形成されていなくてもよい。本実施形態では、バレル５０内に、ヒーター５８が設けられている。なお、ヒーター５８は、バレル５０内に設けられている必要はなく、例えばバレル５０の下方に配置されてもよい。ヒーター５８の温度は、制御装置１０１によって制御される。

【0015】

スクリュー４０の溝部４５内に供給された材料は、溝部４５内において溶融されながら、スクリュー４０の回転によって溝部４５に沿って流動し、造形材料としてスクリュー４０の中央部４７へと導かれる。流動性を発現しているペースト状の造形材料は、中央部４７から連通孔５６を介してノズル６１に供給される。なお、造形材料では、造形材料を構成する全ての種類の物質が溶融していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が溶融することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。

【0016】

図１に示すように、ノズル６１は、連通流路６９に連通し造形材料を吐出する。ノズル６１は、ノズル流路６５と、ノズル開口６２が設けられた先端面６３とを備えている。ノズル流路６５は、ノズル６１内に形成された造形材料の流路であり、連通流路６９の一部を形成している。先端面６３は、ノズル６１のうち、造形面２１１に向かって－Ｚ方向に突出した先端部分を構成する面である。ノズル開口６２は、ノズル流路６５の大気に連通する側の端部となる先端面６３に設けられ、ノズル流路６５の流路断面が縮小された部分である。可塑化部３０によって生成された造形材料は、連通流路６９を介して、ノズル開口６２から吐出される。ノズル６１の周囲には、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度低下を抑制するヒーターが配置されてもよい。

【0017】

ステージ２１０は、ノズル開口６２に対向する位置に配置されている。三次元造形装置１００は、ノズル開口６２からステージ２１０の造形面２１１に向けて造形材料を吐出させて積層することによって三次元造形物を造形する。造形面２１１および造形面２１１よりも上方の領域のうち、三次元造形物が造形される領域のことを、造形領域とも呼ぶ。

【0018】

位置変更部２３０は、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置を変更する。本実施形態では、位置変更部２３０は、ノズル６１に対してステージ２１０を移動させる。本実施形態における位置変更部２３０は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ２１０をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３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。各モーターは、制御装置１０１の制御下にて駆動する。なお、ステージ２１０に対するノズル６１の相対的な位置の変化を、単に、ノズル６１の移動や走査とも呼ぶ。例えば、ステージ２１０を＋Ｘ方向に移動させたことを、ノズル６１を－Ｘ方向に移動させたと言い換えることもできる。位置変更部２３０は、ステージ２１０を移動させる構成ではなく、ステージ２１０を移動させずにノズル６１を移動させる構成であってもよい。また、位置変更部２３０は、ステージ２１０とノズル６１との双方を個別に移動させる構成であってもよい。

【0019】

制御装置１０１は、１以上のプロセッサーと、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イスとを備えるコンピューターによって構成することができる。本実施形態では、制御装置１０１は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、可塑化材料吐出装置２００の駆動や三次元造形物を造形するための三次元造形処理等の種々の機能を発揮する。なお、制御装置１０１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。

【0020】

制御装置１０１は、三次元造形処理において、造形データに従って可塑化材料吐出装置２００と位置変更部２３０とを制御して、造形面２１１上の造形領域に造形物を造形する。造形データには、ノズル６１のステージ２１０に対する相対的な移動の移動経路を表す造形パスデータと、造形パスデータに関連付けられた吐出量を表す吐出量データとが含まれる。吐出量とは、ノズル開口６２から単位時間あたりに吐出される造形材料の量を意味する。

【0021】

図４は、三次元造形装置１００において三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す説明図である。三次元造形装置１００では、可塑化部３０において、回転しているスクリュー４０の溝部４５に供給された固体状態の材料が溝部４５内で可塑化されることで造形材料ＭＭが生成される。制御装置１０１は、ステージ２１０の造形面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、ステージ２１０の造形面２１１に沿った方向に、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル開口６２から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル開口６２から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル開口６２の移動方向に連続して堆積されていく。ノズル６１の走査によって、ノズル開口６２の走査経路に沿って線状に延びる造形部位が造形される。三次元造形物のうち、一の連続する線状の造形部位のことを部分造形物Ｏｐとも呼ぶ。

【0022】

制御装置１０１は、ノズル６１による走査を繰り返して層ＭＬを形成する。制御装置１０１は、１つの層ＭＬを形成した後、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を、Ｚ方向に移動させる。形成された層ＭＬの上に、さらに層ＭＬを積み重ねることによって三次元造形物を造形していく。制御装置１０１は、造形材料の層を積層する際、ノズル６１と吐出目標との間の距離を保持したまま、ノズル６１から造形材料を吐出させる。吐出目標は、造形面２１１上に造形材料を吐出する場合は造形面２１１であり、既に吐出された造形材料上に造形材料を吐出する場合は、既に吐出された造形材料の上面である。

【0023】

図５は、連通流路６９およびその近傍を拡大して示す説明図である。連通流路６９は、可塑化部３０に形成された流路からノズル開口６２までを連通する造形材料の流路である。本実施形態では、「可塑化部３０内の流路」とは、バレル５０内の流路である連通孔５６を意味しており、連通流路６９には、連通孔５６とノズル流路６５とが含まれる。ただし、可塑化部３０内の流路には、さらに、スクリュー４０内の流路である溝部４５および中央部４７が含まれてもよい。図５に示すように、本実施形態において連通流路６９には、吐出量調整部７０と、圧力調整部７５と、変位部８０とが設けられている。なお、図５では、便宜のためにバレル５０の構成は簡略化されている。

【0024】

吐出量調整部７０は、ノズル開口６２から吐出される造形材料の吐出量を調整する。本実施形態では、吐出量調整部７０は、連通流路６９の開口面積を変更することによって、連通流路６９における造形材料の流量を調整することにより、ノズル開口６２からの吐出量を調整する。本実施形態において、吐出量調整部７０は、バタフライバルブによって構成されている。吐出量調整部７０は、ノズル流路６５内で回転することによりノズル流路６５の開口面積を変化させる。吐出量調整部７０は、制御装置１０１による制御下において、第１駆動部７４によって駆動される。第１駆動部７４は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。制御装置１０１は、第１駆動部７４を駆動してバタフライバルブの回転角度を調整することによって、連通流路６９を流動する造形材料の流量を調整する。吐出量調整部７０は、造形材料の流量を調整するとともに、造形材料の吐出のオン／オフを制御することも可能である。なお、造形材料の流量を調整しない場合などには吐出量調整部７０を省略することも可能である。

【0025】

ノズル流路６５のうち吐出量調整部７０よりも下流側を、下流側ノズル流路６５Ｄとも呼び、ノズル流路６５のうち吐出量調整部７０よりも上流側を、上流側ノズル流路６５Ｕとも呼ぶ。吐出量調整部７０により造形材料の流量が小さくされる場合、あるいは造形材料の吐出がオフにされる場合には、可塑化部３０から連通流路６９への造形材料の供給が継続されると、上流側ノズル流路６５Ｕでの内圧は上昇し得る。吐出量調整部７０により造形材料の流量が大きくされる場合には、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧は減少し得る。このように、吐出量調整部７０の上流側の流路の内圧は、吐出量調整部７０の開度などの影響により大きく変動し得る。

【0026】

圧力調整部７５は、分岐流路７６と、プランジャー７７と、図１で示した第２駆動部７８とを有している。分岐流路７６は、吐出量調整部７０とノズル開口６２との間、すなわち、ノズル流路６５のうち下流側ノズル流路６５Ｄに設けられており、下流側ノズル流路６５Ｄの内圧を調整する。

【0027】

本実施形態では、分岐流路７６は、下流側ノズル流路６５Ｄに接続されたシリンダーによって形成され、下流側ノズル流路６５Ｄとの接続部分から－Ｘ方向に向かって延びている。プランジャー７７は、制御装置１０１による制御下において、第２駆動部７８によって駆動され、分岐流路７６内を往復移動する。第２駆動部７８は、例えば、ステッピングモーターや、ステッピングモーターの回転力をプランジャー７７の並進運動に変換するラックアンドピニオン機構等によって構成される。

【0028】

制御装置１０１は、圧力調整部７５を制御してプランジャー７７を分岐流路７６内で往復移動させることによって、吸引操作と送出操作とを実行する。吸引操作とは、下流側ノズル流路６５Ｄ内の造形材料を分岐流路７６内に吸引する操作を意味する。吸引操作が行われた場合、下流側ノズル流路６５Ｄ内の造形材料が圧力調整部７５へと吸引されるため、下流側ノズル流路６５Ｄの内圧は減少する。送出操作とは、分岐流路７６内に吸引した造形材料を下流側ノズル流路６５Ｄに送出する操作を意味する。送出操作が行われた場合、圧力調整部７５から下流側ノズル流路６５Ｄへと造形材料が排出されるため、下流側ノズル流路６５Ｄの内圧は増加する。制御装置１０１は、吸引操作において、プランジャー７７をノズル流路６５から離れる方向へと後退させ、送出操作において、プランジャー７７をノズル流路６５へと近付く方向に前進させる。

【0029】

吸引操作を実行して下流側ノズル流路６５Ｄ内の圧力を減少させることにより、造形材料がノズル開口６２から糸を引くように垂れる尾引き現象を抑制することも可能である。この場合、制御装置１０１は、吐出量調整部７０によってノズル流路６５の開度をゼロとした後に吸引操作を実行することで、尾引き現象をより効果的に抑制できる。また、送出操作を実行して連通流路６９内の圧力を増加させることにより、ノズル開口６２からの造形材料の送出の応答性を高めることも可能である。この場合、制御装置１０１は、吐出量調整部７０によってノズル流路６５の開度をゼロより大きくする前に送出操作を実行することで、造形材料の送出の応答性をより高めることができる。なお、下流側ノズル流路６５Ｄの圧力を調整しない場合などには圧力調整部７５を省略することも可能である。

【0030】

変位部８０は、連通流路６９内の圧力変動を吸収する。本実施形態では、変位部８０は、連通流路６９のうち上流側ノズル流路６５Ｕに設けられている。ただし、変位部８０は、上流側ノズル流路６５Ｕには限らず、連通流路６９に含まれるいずれの流路に設けられてもよい。変位部８０は、変位可能な壁部８２と、孔部８４とを備えている。孔部８４は、図５に示すように、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面を、造形材料の流動方向ＭＤに交差する方向に向かって外側まで貫通する貫通孔である。孔部８４は、壁部８２が上流側ノズル流路６５Ｕとは逆側に向かって変位するための空間を規定している。壁部８２が上流側ノズル流路６５Ｕとは逆側に変位するための空間のことを、「コンプライアンス室」とも呼ぶ。

【0031】

壁部８２は、弾性変形可能な可撓性材料によって形成されている膜状の部材である。本実施形態において、壁部８２は、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面と面一になる位置で、孔部８４を封止するように設けられており、上流側ノズル流路６５Ｕの内壁としても機能する。壁部８２の厚み８２Ｔ、平面形状、ヤング率などは、変位部８０が予め定められた範囲のコンプライアンスを有するように予め調整されている。「コンプライアンス」とは、基準圧力あたりの容積変化量を意味する。壁部８２は、コンプライアンス室において、弾性変形し、造形材料の流動方向ＭＤに交差する方向に変位する。本実施形態では、上流側ノズル流路６５Ｕにおける造形材料の流動方向ＭＤは－Ｚ方向と一致し、壁部８２は、連通流路６９に向かう－Ｘ方向と、上流側ノズル流路６５Ｕとは逆側の＋Ｘ方向とに変位する。このように構成することにより、変位部８０によって上流側ノズル流路６５Ｕ内の圧力変動を吸収することができる。

【0032】

本実施形態では、孔部８４には変位量取得部９０が取り付けられている。変位量取得部９０は、壁部８２の変位量を検出する。変位量取得部９０は、例えば、レーザー変位計などの非接触式の変位センサを用いることができる。変位量取得部９０による検出結果は、制御装置１０１に出力される。制御装置１０１は、変位量取得部９０による壁部８２の変位量を監視し、壁部８２の変位量が予め定められた範囲内であるか否かにより、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧の異常の有無を検出する。

【0033】

本実施形態では、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面には、さらに、圧力センサ９２が設けられている。圧力センサ９２は、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧を検出する。圧力センサ９２は、ダイヤフラムを備えた一般的なセンサであり、例えばピエゾ素子を用いた半導体センサや静電容量型センサなどを用いることができる。圧力センサ９２による検出結果は、制御装置１０１に出力される。制御装置１０１は、圧力センサ９２の検出結果を用いて、例えば、吐出時の圧力が所定の範囲内となるように吐出量調整部７０を制御してノズル６１からの造形材料の吐出量を調整する。

【0034】

以上、説明したように、本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部３０と、ノズル開口６２を有し、ノズル開口６２から可塑化材料を吐出するノズル６１と、ノズル開口６２に連通し可塑化材料が流れる連通流路６９に設けられ、連通流路６９における可塑化材料の流動方向ＭＤに交差するＸ方向に沿って変位するように構成された変位部８０と、を備えている。変位部８０の変位によって連通流路６９内の圧力変動を吸収することができ、連通流路６９の内圧を安定させることができる。したがって、ノズル開口６２からの造形材料の吐出量、吐出圧、吐出速度を安定させることができる。

【0035】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、変位部８０は、連通流路６９の内壁となる壁部８２と、壁部８２が連通流路６９とは逆側に変位するための空間を規定する孔部８４とを備えている。したがって、簡易な構成により変位部８０を形成することができる。

【0036】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、壁部８２は、可撓性材料を含んでいる。したがって、簡易な構成により壁部８２を変位させることができる。

【0037】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、連通流路６９に設けられ、連通流路６９における造形材料の流量を調整する吐出量調整部７０を備えている。変位部８０は、連通流路６９において、吐出量調整部７０よりも上流の上流側ノズル流路６５Ｕに配置されている。吐出量調整部７０の上流側に変位部８０を設けることにより、連通流路６９のうち内圧が大きく変動し得る吐出量調整部７０の上流側での圧力変動を吸収することができ、連通流路６９の内圧をより安定させることができる。

【0038】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、さらに、変位部８０の変位量を検出する変位量取得部９０を備えている。壁部８２の変位量の検出という簡易な方法により、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧の異常を検出することができる。

【0039】

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の可塑化材料吐出装置２００が備える変位部８０ｂの構成を示す説明図である。第２実施形態の可塑化材料吐出装置２００のその他の構成は、第１実施形態の可塑化材料吐出装置２００と同様である。変位部８０ｂは、壁部８２および孔部８４に代えて壁部８２ｂおよび孔部８４ｂを備える点と、さらに、軸部８３、突出部８５および付勢部材８６を備える点で、第１実施形態で示した変位部８０とは相違する。

【0040】

孔部８４ｂは、貫通孔に代えて、コンプライアンス室を覆う凹部として形成されている。孔部８４ｂは、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面に形成された開口部８４Ｅと、コンプライアンス室を挟んで開口部８４Ｅと対向する底壁部８４Ｗ２と、開口部８４Ｅと底壁部８４Ｗ２とを繋ぐ側壁部８４Ｗ１と、を備えている。

【0041】

壁部８２ｂは、上流側ノズル流路６５Ｕに面する前面８２Ｆと、コンプライアンス室に面する背面８２Ｂとを有する板状部材である。前面８２Ｆは、上流側ノズル流路６５Ｕの内壁の一部として機能する。前面８２Ｆは、後述する付勢部材８６の付勢力により、開口部８４Ｅをコンプライアンス室側から封止している。背面８２Ｂには、軸部８３が連結されている。壁部８２ｂは、例えば、金属材料や樹脂材料などで形成することができる。壁部８２ｂは、可塑化された造形材料と接することから高い耐熱性を有することが好ましい。壁部８２ｂは、コンプライアンス室において、連通流路６９における造形材料の流動方向ＭＤに交差するＸ方向に沿って摺動可能に構成されている。

【0042】

軸部８３は、軸状部材である。軸部８３は、例えば、底壁部８４Ｗ２の貫通孔に挿通されており、壁部８２ｂの摺動方向を、軸部８３の軸方向に規定している。なお、例えば壁部８２ｂの摺動が側壁部８４Ｗ１の案内によって規定される場合などには軸部８３を省略することも可能である。

【0043】

突出部８５は、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面の一部である。突出部８５は、上流側ノズル流路６５Ｕの壁面に沿って、開口部８４Ｅの開口幅を小さくさせる向きに突出している。突出部８５により、例えば、開口部８４Ｅの開口幅は、壁部８２ｂの幅よりも小さくなるように構成されている。これにより、突出部８５の背面８５Ｂが壁部８２ｂの前面８２Ｆと接触し、壁部８２ｂの移動がコンプライアンス室内に規制されている。

【0044】

付勢部材８６は、例えば、円筒形状を有する圧縮コイルばねであり、一方向に沿って伸縮する。付勢部材８６の伸縮量が付勢部材８６に付与される圧力に対して正比例するいわゆる線形特性を有している。付勢部材８６は一方の端部が底壁部８４Ｗ２に固定され、他方の端部が壁部８２ｂの背面８２Ｂに固定されている。付勢部材８６は、圧縮された状態でコンプライアンス室に収容され、壁部８２ｂの背面８２Ｂを付勢している。これにより、壁部８２ｂは、上流側ノズル流路６５Ｕに向かう圧力Ｆ１を背面８５Ｂに加えた状態でコンプライアンス室内に固定されている。付勢部材８６が壁部８２ｂを付勢する付勢方向は、本実施形態において－Ｘ方向と一致している。

【0045】

造形材料が上流側ノズル流路６５Ｕを流動し、圧力Ｆ１よりも大きい圧力が前面８２Ｆに加えられると、壁部８２ｂは＋Ｘ方向に変位する。これにより、変位部８０ｂは、連通流路６９内の圧力変動を吸収することができる。なお、本実施形態では、壁部８２ｂの変位量は、変位量取得部９０が軸部８３の移動量を検出することによって検出することが可能である。

【0046】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、変位部８０ｂは、さらに、孔部８４ｂに設けられ、壁部８２を連通流路６９に向かって付勢する付勢部材８６を備えている。したがって、簡易な構成により変位部８０ｂを形成することができる。また、付勢部材８６を利用することにより、圧縮コイルばねの付勢力の調節という簡易な方法により変位部８０ｂのコンプライアンスを調節することができる。

【0047】

Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態の可塑化材料吐出装置２００が備える変位部８０ｃの構成を示す説明図である。第３実施形態の可塑化材料吐出装置２００のその他の構成は第２実施形態の可塑化材料吐出装置２００と同様である。変位部８０ｃは、第２実施形態で示した変位部８０ｂとは付勢部材の構成が異なる。具体的には、変位部８０ｃは、付勢部材８６に代えて付勢部材８６ｃを備える点において変位部８０ｂとは相違する。

【0048】

図８は、無負荷状態での付勢部材８６ｃを示す説明図である。付勢部材８６ｃは、Ｙ方向に沿って所定の幅を有する板材を円環状に加工した部材である。付勢部材８６ｃには、軸部８３を挿通するための貫通孔８６Ｐが設けられている。図８に示すように、無負荷状態では、付勢部材８６ｃは、略真円形状であり、幅Ｗ２１と幅Ｗ２２とは略同一である。図８に示すように、例えば、付勢方向であるＸ方向に沿った外力Ｆ２が付勢部材８６ｃに加わると、付勢部材８６ｃは、破線８６Ｄで示す楕円形となる。より具体的には、付勢部材８６ｃは、矢印Ｍ１１として示すように、付勢方向であるＸ方向に沿って径が縮小するように変位するとともに、矢印Ｍ１２として示すように、付勢方向とは交差するＹ方向に沿って径が拡大するように変形するように構成されている。なお、変位部８０ｃが軸部８３を備えない場合などには、貫通孔８６Ｐは省略されてもよい。

【0049】

図９は、付勢部材８６ｃに付与される圧力と付勢部材８６ｃの変位量との関係を示す説明図である。グラフの横軸は、付勢部材８６ｃに付与される圧力を示しており、縦軸は、付与された圧力によって付勢部材８６ｃが変位する変位量を示している。なお、圧力の単位はＭＰａであり、変位量の単位はミリメートルである。

【0050】

図９には、本実施形態の可塑化材料吐出装置２００が備える付勢部材８６ｃの変位量の変化を表すグラフＧ２と、比較例として第２実施形態で示した円筒形状の圧縮コイルばねとしての付勢部材８６の変位量の変化を表すグラフＧ１とが示されている。グラフＧ１で示すように、第２実施形態で示した付勢部材８６は、フックの法則にしたがい、圧力に対する変位量は略正比例で表される。これに対して、付勢部材８６ｃの変位量は、グラフＧ２で示すように、非線形特性を有している。本実施形態では、付勢部材８６ｃの変位量は、圧力を独立変数とする二次関数で表される。ただし、変位量は、二次関数に限らず三次関数や四次関数など、圧力に対してべき乗比例してもよい。付勢部材８６ｃは、グラフＧ１と比較して、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧が低い場合には、付勢部材８６ｃの変位は小さくなり、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧が高い場合には、付勢部材８６ｃの変位は大きくなり得る。このように構成することにより、ノズル開口６２からの造形材料の吐出に影響しない低圧力では、付勢部材８６ｃの変位量をグラフＧ１よりも小さくすることができる。また、造形材料の吐出が安定しない高い圧力Ｐ１では、付勢部材８６ｃの変位量をグラフＧ１よりも大きくすることができる。なお、付勢部材８６ｃの変位量は、二次関数に代えて、圧力を独立変数とする指数関数であらわされてもよい。また、変位量は、圧力に対してべき乗比例する場合には限定されず、圧力の指数関数に比例、すなわち圧力に対して指数比例してもよい。このように構成しても圧力が高い状態で変位量が大きい付勢部材を備えることができる。

【0051】

図７に示すように、付勢部材８６ｃは、貫通孔８６Ｐに軸部８３が挿通され、かつ背面８２Ｂと底壁部８４Ｗ２とによって圧縮された状態でコンプライアンス室内に収容されている。付勢部材８６ｃにおいて、付勢方向であるＸ方向の幅Ｗ１１は、Ｙ方向の幅Ｗ１２よりも小さい。このように、付勢部材８６ｃは、壁部８２ｂの背面８２Ｂを付勢し、壁部８２ｂが付勢方向である－Ｘ方向に向かう圧力Ｆ１を背面８５Ｂに加えた状態で収容される。この結果、壁部８２ｂは、付勢部材８６ｃの付勢力により開口部８４Ｅを封止する。

【0052】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、付勢部材８６は、付勢部材８６が壁部８２ｂを付勢する付勢方向であるＸ方向と、付勢方向に交差するＹ方向とに変形可能に構成されている。したがって、付勢部材８６の変位量と、付勢部材８６に付与される圧力Ｆ１との関係を非線形特性とすることができる。

【0053】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００によれば、付勢部材８６の変位量は、上流側ノズル流路６５Ｕから付勢部材８６に付与される圧力に対してべき乗比例する。したがって、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧がノズル開口６２からの造形材料の吐出に影響を与えない低圧力の状態では、壁部８２ｂの変位量を小さくすることができ、変位部８０ｃを上流側ノズル流路６５Ｕの壁面として好適な状態とすることができる。また、これよりも高い圧力Ｐ１では、付勢部材８６ｃの変位量を大きくすることができるので、ノズル開口６２からの吐出が安定しにくい高い圧力での変位部８０ｃのコンプライアンスを大きくすることができる。したがって、造形材料の吐出に対して好適なコンプライアンスを有する変位部８０ｃを得ることができる。

【0054】

Ｄ．第４実施形態：
図１０は、第４実施形態の可塑化材料吐出装置２００が備える変位部８０ｄの構成を示す説明図である。第４実施形態の可塑化材料吐出装置２００のその他の構成は第１実施形態の可塑化材料吐出装置２００と同様である。変位部８０ｄは、第２実施形態で示した変位部８０ｂとは付勢部材の構成が異なる。具体的には、変位部８０ｄは、付勢部材８６に代えて付勢部材８６ｄを備える点において変位部８０ｂとは相違する。

【0055】

図１１は、無負荷状態での付勢部材８６ｄを示す説明図である。付勢部材８６ｄは、金属製の部材であり、Ｙ方向に所定の幅を有する板材を、一方の面が互いに対向するように２つの支点ＦＣを所定の角度で屈曲させることにより形成されている。付勢部材８６ｄには、軸部８３を挿通するための貫通孔８６Ｐ２が設けられている。無負荷状態において、付勢部材８６ｄの高さＷ４１と幅Ｗ４２とは略同一である。

【0056】

図８に示すように、例えば、付勢部材８６ｄに対して付勢方向に沿った外力Ｆ２が加わると、付勢部材８６ｄは、破線８６Ｄで示すように幅方向に広がった形状に変形する。具体的には、付勢部材８６ｄは、矢印Ｍ１１として示すように、付勢方向であるＸ方向に沿って高さが低くなるとともに、矢印Ｍ１２として示すように、Ｙ方向に沿って幅が拡大するように変位する。付勢部材８６ｄの変位量は、第３実施形態で示した付勢部材８６ｃと同様に、上流側ノズル流路６５Ｕから付勢部材８６ｄに付与される圧力を独立変数とする二次関数で表される。ただし、変位量は、二次関数に限らず三次関数や四次関数など、圧力に対してべき乗比例してもよい。

【0057】

図１０に示すように、付勢部材８６ｄは、貫通孔８６Ｐ２に軸部８３が挿通され、かつ背面８２Ｂと底壁部８４Ｗ２とによって圧縮された状態でコンプライアンス室内に収容されている。付勢部材８６ｄにおいて、付勢方向であるＸ方向の幅Ｗ３１は、Ｙ方向の幅Ｗ３２よりも小さい。このように、付勢部材８６ｄは、壁部８２ｂの背面８２Ｂを付勢し、壁部８２ｂが付勢方向である－Ｘ方向に向かう圧力Ｆ１を背面８５Ｂに加えた状態で収容される。

【0058】

本実施形態の可塑化材料吐出装置２００であっても、付勢部材８６ｄを、付勢部材８６が壁部８２を付勢する付勢方向と、付勢方向に交差する方向とに変形させることができる。したがって、付勢部材８６ｄの変位量と、付勢部材８６ｄに付与される圧力Ｆ１との関係を非線形特性とすることができる。

【0059】

また、付勢部材８６の変位量は、上流側ノズル流路６５Ｕから付勢部材８６に付与される圧力に対してべき乗比例する。したがって、本実施形態の可塑化材料吐出装置２００であっても、コンプライアンス特性を造形材料の吐出に対して好適なコンプライアンスを有する変位部８０ｄを得ることができる。

【0060】

Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ１）上記第２実施形態では、付勢部材８６として線形特性を有する圧縮コイルばねを備える例を示した。これに対して、付勢部材８６は、線形特性を有する圧縮コイルばねに代えて、非線形特性を有する圧縮コイルばねとされてもよい。べき乗比例や指数比例などの非線形特性を有する圧縮コイルばねは、例えば、円筒形状に代えて、コイル径が変化した錐体形状の圧縮コイルばね、コイル間のピッチが変化した不等ピッチを有する圧縮コイルばね、コイルの線径が変化したテーパばねなどを用いること得ることができる。このように構成しても、第３実施形態と同様な効果を得ることができる。また、圧縮コイルばねに代えて、皿ばねなど、線形特性を有する種々のタイプのばねが用いられてもよい。

【0061】

（Ｅ２）上記各実施形態では、可塑化材料吐出装置２００が変位量取得部９０を備える例を示した。これに対して、例えば、上流側ノズル流路６５Ｕの内圧の異常の有無を検出しない場合には、変位量取得部９０を省略することもできる。

【0062】

（Ｅ３）上記各実施形態では、吐出量調整部７０がバタフライバルブを有する例を示した。これに対して、吐出量調整部７０は、ピストンが連通流路６９内に突出して連通流路６９の開口面積を変化させるプランジャーを用いた機構や、連通流路６９に交差する方向に移動して連通流路６９の開口面積を変化させるシャッターを用いた機構によって構成されてもよい。吐出量調整部７０は、上記実施形態のバタフライバルブや、上述のシャッター機構、プランジャー機構のうちの２つ以上を組み合わせて構成されてもよい。

【0063】

（Ｅ４）上記各実施形態では、スクリュー４０はフラットスクリューとして構成されている。これに対して、スクリュー４０は、フラットスクリューとして構成されていなくてもよく、インラインスクリューとして構成されていてもよい。

【0064】

（Ｅ５）上記各実施形態では、材料供給部２０に供給される原材料として、ペレット状のＡＢＳ樹脂が用いられる。これに対して、三次元造形装置１００は、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として三次元造形物を造形することができる。「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。上述した造形材料には、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。

【0065】

主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、可塑化部３０において、当該材料が可塑化することによって造形材料が生成される。熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の熱可塑性樹脂材料を用いることができる。
＜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）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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などのエンジニアリングプラスチック。

【0066】

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３０において、スクリュー４０の回転とヒーター５８の加熱によって可塑化されて溶融した状態に転化される。熱可塑性を有する材料の溶融によって生成された造形材料は、ノズル６１から吐出された後、温度の低下によって硬化する。

【0067】

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６１から射出されることが望ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂は、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル６１からの射出時には約２００℃であることが望ましい。

【0068】

三次元造形装置１００では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、以下の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、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、原材料として可塑化部３０に投入されることが望ましい。
＜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。
＜前記合金の例＞
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。

【0069】

三次元造形装置１００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使用可能である。主材料として、上述したような金属材料やセラミック材料を用いる場合には、ステージ２１０に配置された造形材料はレーザーの照射や温風などによる焼結によって硬化されてもよい。

【0070】

材料供給部２０に原材料として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、上で例示したような熱可塑性樹脂、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３０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。

【0071】

材料供給部２０に原材料として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、以下のような溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
＜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。

【0072】

その他に、材料供給部２０に原材料として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、以下のようなバインダーを添加することもできる。
＜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。

【0073】

Ｆ．他の形態：
本開示は、上述の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構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述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。

【0074】

（１）本開示の一形態によれば、可塑化材料吐出装置が提供される。この可塑化材料吐出装置は、材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、ノズル開口を有し、前記ノズル開口から前記可塑化材料を吐出するノズルと、前記ノズル開口に連通し前記可塑化材料が流れる連通流路の内壁の少なくとも一部となる壁部、及び、前記壁部が前記可塑化材料の流動方向に交差する方向に変位するための空間を規定する孔部を有する変位部と、を備える。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、変位部の変位によって連通流路内の圧力変動を吸収することができ、連通流路の内圧を安定させることができる。したがって、ノズル開口からの造形材料の吐出を安定させることができる。

【0075】

（２）上記形態の可塑化材料吐出装置において、前記壁部は、可撓性材料を含んでよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、簡易な構成により壁部を変位させることができる。

【0076】

（３）上記形態の可塑化材料吐出装置において、前記変位部は、さらに、前記孔部に設けられ、前記壁部を前記連通流路に向かって付勢する付勢部材を備えてもよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、簡易な構成により変位部を形成することができる。

【0077】

（４）上記形態の可塑化材料吐出装置において、前記付勢部材は、前記付勢部材が前記壁部を付勢する付勢方向と、前記付勢方向に交差する方向とに変形可能に構成されてもよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、付勢部材の変位量と、付勢部材に付与される圧力との関係を非線形特性とすることができる。

【0078】

（５）上記形態の可塑化材料吐出装置において、前記付勢部材の変位量は、前記連通流路から前記付勢部材に付与される圧力に対してべき乗比例または指数比例してもよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、造形材料の吐出に対して好適なコンプライアンスを有する変位部を得ることができる。

【0079】

（６）上記形態の可塑化材料吐出装置において、さらに、前記連通流路に設けられ、前記ノズル開口からの前記可塑化材料の吐出量を調整する吐出量調整部を備えてよい。前記壁部は、前記連通流路において、前記吐出量調整部よりも上流に配置されてよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、連通流路のうち内圧が大きく変動し得る吐出量調整部の上流側での圧力変動を吸収することができ、連通流路の内圧をより安定させることができる。

【0080】

（７）上記形態の可塑化材料吐出装置において、さらに、前記壁部の変位量を検出する変位量取得部を備えてよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、変位量の検出という簡易な方法により、連通流路の内圧の異常を検出することができる。

【0081】

（８）上記形態の可塑化材料吐出装置において、前記ノズルから吐出された前記可塑化材料が堆積される造形面を有するステージと、を備えてもよい。
この形態の可塑化材料吐出装置によれば、ノズル開口からの造形材料の吐出を安定させることができる。

【0082】

本開示は、可塑化材料吐出装置および三次元造形装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、可塑化材料の送出方法、可塑化材料を用いた三次元造形物の造形方法などの形態で実現することができる。その他に、可塑化材料吐出装置の制御方法、三次元造形装置の制御方法、前述した種々の方法を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することもできる。

【符号の説明】

【0083】

２０…材料供給部、２２…供給路、３０…可塑化部、３１…スクリューケース、３２…駆動モーター、４０…スクリュー、４１…上面、４２…スクリュー下面、４３…側面、４４…材料導入口、４５…溝部、４６…凸条部、４７…中央部、５０…バレル、５２…バレル上面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６１…ノズル、６２…ノズル開口、６３…先端面、６５…ノズル流路、６５Ｄ…下流側ノズル流路、６５Ｕ…上流側ノズル流路、６９…連通流路、７０…吐出量調整部、７４…第１駆動部、７５…圧力調整部、７６…分岐流路、７７…プランジャー、７８…第２駆動部、８０，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ…変位部、８２，８２ｂ…壁部、８２Ｂ…背面、８２Ｆ…前面、８２Ｔ…厚み、８３…軸部、８４，８４ｂ…孔部、８４Ｅ…開口部、８４Ｗ１…側壁部、８４Ｗ２…底壁部、８５…突出部、８５Ｂ…背面、８６，８６ｃ，８６ｄ…付勢部材、８６Ｐ，８６Ｐ２…貫通孔、９０…変位量取得部、９２…圧力センサ、１００…三次元造形装置、１０１…制御装置、２００…可塑化材料吐出装置、２１０…ステージ、２１１…造形面、２３０…位置変更部、ＭＤ…流動方向、ＭＬ…層、ＭＭ…造形材料、Ｏｐ…部分造形物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】