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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-21
(45)【発行日】2022-11-30
(54)【発明の名称】可塑化装置
(51)【国際特許分類】
B29C 64/209 20170101AFI20221122BHJP
B29C 64/241 20170101ALI20221122BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20221122BHJP
B29C 45/46 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
B29C64/209
B29C64/241
B33Y30/00
B29C45/46
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2018181458
(22)【出願日】2018-09-27
(65)【公開番号】P2020049790
(43)【公開日】2020-04-02
【審査請求日】2021-07-02
(73)【特許権者】
【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】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】笹川 翔
(72)【発明者】
【氏名】横田 啓
(72)【発明者】
【氏名】姉川 賢太
(72)【発明者】
【氏名】山下 誠一郎
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 裕輔
(72)【発明者】
【氏名】捧 雄一
(72)【発明者】
【氏名】犬束 充
【審査官】関口 貴夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０７９６５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０３５５８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／１１９５３３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４
Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０
Ｂ３３Ｙ ３０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、前記溝の側面は、凸部または凹部を含む凹凸面を有し、
前記凹凸面は、前記ローターの回転軸に沿って形成された前記凹部および前記凸部が、前記回転方向に交互に繰り返される構造を有する、
可塑化装置。
【請求項2】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、
前記溝の側面は、凸部または凹部を含む凹凸面を有し、
前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、
前記凹凸面の前記凹部または前記凸部の単位面積あたりの個数は、前記溝形成面の中心から前記外周端に近づくにつれて増加する、可塑化装置。
【請求項3】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、
前記溝の側面は、凸部または凹部を含む凹凸面を有し、
前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、
前記凹凸面の前記凹部または前記凸部の単位面積あたりの個数は、前記溝形成面の外周端から中心に近づくにつれて増加する、可塑化装置。
【請求項4】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、前記溝の側面における表面粗さＲａが２０μｍ以上である、可塑化装置。
【請求項5】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、
前記溝形成面には、幅がｗの前記溝が、前記溝形成面の径方向にｎ条並んでおり、
前記溝形成面の半径をｒとするとき、０．４３＜ｎ×ｗ／ｒ＜１．００が満たされる、可塑化装置。
【請求項6】
駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、
前記溝の深さは、前記溝形成面の外周端から中心に近づくにつれて小さくなり、
前記溝の前記溝形成面の外周端での深さをＤａとし、前記溝形成面の中心での前記溝の深さをＤｂとするとき、Ｄａ／Ｄｂ＞６．８２が満たされる、可塑化装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の可塑化装置であって、さらに、前記溝の底面に、凸部または凹部を含む凹凸面を有する、可塑化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、可塑化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
三次元造形や射出成形において用いられる材料を、熱を加えて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、ローターの溝に供給された材料を、ヒーターによる加熱とローターの回転とにより可塑化させる可塑化装置が開示されている。特許文献１の可塑化装置では、材料は、ローターの外周側面において開口している溝の端部から溝内に供給され、ローターの回転によって、溝に沿ってローターの中央部へと誘導される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２４１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のようなローターを用いて材料を可塑化する可塑化装置では、溝内で材料が円滑に誘導されず、材料が安定して可塑化されない場合があった。本開示の技術は、可塑化装置において、ローターの溝内で材料が円滑に送られるように誘導し、材料の可塑化を安定しておこなえるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の技術の一形態は、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる可塑化装置であって、前記溝の側面は、凸部または凹部を含む凹凸面を有する、可塑化装置として提供される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態における可塑化装置を備える三次元造形装置の構成を示す概略図。
【図2】三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図。
【図3】第１実施形態のフラットスクリューの構成を示す概略斜視図。
【図4】スクリュー対面部のスクリュー対向面を示す概略平面図。
【図5】第１実施形態のスクロール溝の側面に設けられた凹凸構造を示す概略斜視図。
【図6】第２実施形態のスクロール溝の側面に設けられた凹凸構造を示す概略斜視図。
【図7】第３実施形態のスクロール溝の側面に設けられた凹凸構造を示す概略斜視図。
【図8】第４実施形態の凹凸構造が設けられたスクロール溝の側面の概略展開図。
【図9】第５実施形態の凹凸構造が設けられたスクロール溝の側面の概略展開図。
【図10】第６実施形態の凹凸構造が設けられたスクロール溝の側面の概略展開図。
【図11】第７実施形態の凹凸構造が設けられたスクロール溝の側面の概略展開図。
【図12】第８実施形態の凹凸構造が設けられたスクロール溝の側面の概略展開図。
【図13】第９実施形態のフラットスクリューの構成を示す概略平面図。
【図14A】第１０実施形態のフラットスクリューの構成を示す概略平面図。
【図14B】第１０実施形態の実験結果を示す説明図。
【図14C】吐出率を計測するための吐出装置の構成を示す概略図。
【図15A】第１１実施形態のフラットスクリューの構成を示す概略平面図。
【図15B】第１１実施形態の実験結果を示す説明図。
【図16】第１２実施形態における射出成形装置の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
１．第１実施形態：
１－１．三次元造形装置の構成：
図１は、第１実施形態における可塑化装置１０Ａを備える三次元造形装置１００の構成を示す概略図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を示す３つの矢印が示されている。矢印Ｘが示すＸ方向および矢印Ｙが示すＹ方向は、水平面に平行であり、矢印Ｚが示すＺ方向は、鉛直方向、つまり重力方向とは反対の方向である。矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは、他の参照図においても、図示の方向が図１と対応するように適宜、図示してある。
１－１．三次元造形装置の構成：
図１は、第１実施形態における可塑化装置１０Ａを備える三次元造形装置１００の構成を示す概略図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を示す３つの矢印が示されている。矢印Ｘが示すＸ方向および矢印Ｙが示すＹ方向は、水平面に平行であり、矢印Ｚが示すＺ方向は、鉛直方向、つまり重力方向とは反対の方向である。矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは、他の参照図においても、図示の方向が図１と対応するように適宜、図示してある。
【0008】
三次元造形装置１００は、可塑化装置１０Ａを備え、可塑化装置１０Ａが可塑化させた造形材料を堆積させることによって三次元造形物を造形する。「可塑化」とは、熱可塑性を有する物質に熱が加わり溶融することを意味する。以下では、「三次元造形装置」を単に「造形装置」とも呼び、三次元造形物を単に「造形物」とも呼ぶ。
【0009】
可塑化装置１０Ａは、可塑化される前の材料である材料ＭＲを供給する供給部２０と、材料ＭＲを可塑化させて造形材料を生成する生成部３０と、を備える。供給部２０は、材料ＭＲを貯蔵する材料供給源２１と、材料供給源２１の材料ＭＲを生成部３０に導出する接続管路２２と、を備える。
【0010】
材料供給源２１は、例えば、材料ＭＲを収容するホッパーによって構成される。材料供給源２１は、下方に排出口を有している。当該排出口は、接続管路２２を介して、生成部３０に接続されている。第１実施形態では、材料ＭＲは、寸法の最大値が２～５ｍｍ程度の球形若しくは円柱形状のペレットの形態で材料供給源２１に投入される。材料ＭＲの具体例については後述する。他の実施形態では、材料ＭＲはペレット状の形態で生成部３０に供給されなくてもよく、例えば、粒状や粉状、ペースト状、液体状の状態で生成部３０に供給されてもよい。
【0011】
生成部３０は、材料供給源２１から供給された材料ＭＲを可塑化させることによって、溶融して流動性を発現したペースト状の造形材料を生成し、吐出部６０へと導く。生成部３０は、ケース３１と、駆動モーター３８と、フラットスクリュー４０Ａと、対面部５０と、を有する。
【0012】
ケース３１は、Ｚ方向とは反対の方向に開口する凹部空間を有しており、フラットスクリュー４０Ａを収容する。以下では、ケース３１は、フラットスクリュー４０Ａの外周側面４１と上面４７とを覆う。駆動モーター３８は、ケース３１の上方に配置されている。駆動モーター３８は、ケース３１の天面部に設けられた貫通孔を通じてフラットスクリュー４０Ａの上面４７側に連結されている。駆動モーター３８は、制御部１０１の制御下において駆動して、フラットスクリュー４０Ａをケース３１内で回転させる。
【0013】
フラットスクリュー４０Ａは、ローターの一種であり、回転により材料ＭＲを溝内で混練しながら可塑化して送り出す。「混練」とは、材料を混ぜながら練り合わせることを意味する。フラットスクリュー４０Ａは、高さ、つまり、その中心軸に沿った方向である軸線方向における寸法が、直径よりも小さい略円柱状を有する。第１実施形態では、フラットスクリュー４０Ａは、その軸線方向がＺ方向に平行になるように配置される。フラットスクリュー４０Ａの中心軸は、その回転軸ＲＸと一致する。図１には、フラットスクリュー４０Ａの回転軸ＲＸを一点鎖線で図示してある。
【0014】
フラットスクリュー４０Ａの下面４８には、溝４２が形成されている。以下では、フラットスクリュー４０Ａの下面４８を「溝形成面４８」とも呼ぶ。後に参照する図３において図示されているように、溝４２は、溝形成面４８において、フラットスクリュー４０Ａの回転方向に沿った曲線を描くように形成されている。第１実施形態では、溝４２は、外周端部である外周側面４１から回転軸ＲＸが通る中央部４６に向かって渦巻き状に形成されたスクロール溝として構成されている。以下、溝４２を「スクロール溝４２」とも呼ぶ。スクロール溝４２は、中央部４６の周りを螺旋状に延びるように構成されているとしてもよい。
【0015】
フラットスクリュー４０Ａの溝形成面４８は、対面部５０の上面、つまり、Ｚ方向側の面、である対向面５２に面している。以下では、対面部５０を「スクリュー対面部５０」とも呼び、対向面５２を「スクリュー対向面５２」とも呼ぶ。フラットスクリュー４０Ａのスクロール溝４２および中央部４６とスクリュー対面部５０のスクリュー対向面５２との間には空間が形成される。材料ＭＲは、供給部２０の接続管路２２から、フラットスクリュー４０Ａの外周側面４１において開口しているスクロール溝４２の開口端部４４を通じて、フラットスクリュー４０Ａとスクリュー対面部５０との間のスクロール溝４２内の空間へと導入される。以下では、スクロール溝４２の開口端部４４を「材料導入部４４」とも呼ぶ。フラットスクリュー４０Ａおよびそのスクロール溝４２の具体的な構成については後述する。
【0016】
スクリュー対面部５０は、「バレル」とも呼ばれる。スクリュー対面部５０には、スクリュー対向面５２の下方に、回転しているフラットスクリュー４０Ａのスクロール溝４２内に供給された材料ＭＲを加熱するヒーター５８が埋め込まれている。スクリュー対向面５２の中心には、フラットスクリュー４０Ａの中央部４６と吐出部６０とを接続する連通孔５６が設けられている。スクロール溝４２内に供給された材料ＭＲは、ヒーター５８の熱を受けて溶融されながら、スクロール溝４２内において混練され、スクロール溝４２に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０Ａの中央部４６へと導かれる。中央部４６に流入した可塑化された造形材料は、スクリュー対向面５２の中心の連通孔５６を通じて吐出部６０へと流出する。
【0017】
このように、生成部３０における材料ＭＲの可塑化は、ヒーター５８による加熱と、フラットスクリュー４０Ａの回転と、によって実現される。なお、造形材料では、材料ＭＲに含まれる全ての種類の物質が可塑化して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。
【0018】
造形装置１００は、可塑化装置１０Ａに加えて、さらに、造形装置１００を制御する制御部１０１と、可塑化装置１０Ａで生成された造形材料を吐出する吐出部６０と、造形物の基台となる造形用のテーブル１１０と、造形材料の吐出位置を制御する移動機構１３０と、を備える。
【0019】
制御部１０１は、可塑化装置１０Ａと吐出部６０と移動機構１３０とを制御して、造形物を造形する造形処理を実行する。第１実施形態では、制御部１０１は、少なくとも１つのプロセッサーと、主記憶装置と、を備えるコンピューターによって構成される。制御部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、種々の機能を発揮する。なお、制御部１０１の機能の少なくとも一部は、ハードウェア回路により実現されてもよい。
【0020】
吐出部６０は、制御部１０１の制御下において、可塑化装置１０Ａから供給された造形材料をテーブル１１０上の目標位置に吐出する。吐出部６０は、造形材料を吐出するノズル６１と、造形材料をノズル６１に導く流路６５と、を備える。
【0021】
ノズル６１は、流路６５を通じて、可塑化装置１０Ａのスクリュー対面部５０の連通孔５６に接続されている。流路６５には造形材料の流量を制御するための弁機構や負圧発生機構等が設けられていてもよい。生成部３０において生成された造形材料は、ノズル６１の先端に設けられた吐出口６２からテーブル１１０に向かって吐出される。
【0022】
テーブル１１０は、ノズル６１の吐出口６２に対向する位置に配置されている。第１実施形態では、ノズル６１の吐出口６２に対向するテーブル１１０の面１１１は、水平に、つまり、Ｘ方向およびＹ方向に平行に、配置される。造形装置１００は、造形データに従って予め決められたテーブル１１０の面１１１上の目標位置に造形材料を堆積させる処理を繰り返すことによって造形物を造形する。
【0023】
移動機構１３０は、テーブル１１０とノズル６１との相対的な位置関係を変化させる。第１実施形態では、ノズル６１の位置が固定されており、移動機構１３０は、テーブル１１０を移動させる。移動機構１３０は、３つのモーターＭの駆動力によって、テーブル１１０をＸ，Ｙ，Ｚ方向に平行な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。移動機構１３０は、制御部１０１の制御下において、ノズル６１とテーブル１１０との相対的な位置関係を変更する。
【0024】
他の実施形態では、移動機構１３０によってテーブル１１０を移動させる構成の代わりに、テーブル１１０の位置が固定された状態で、移動機構１３０がテーブル１１０に対してノズル６１を移動させる構成が採用されてもよい。こうした構成であっても、テーブル１１０に対するノズル６１の相対的な位置を変化させることができる。また、他の実施形態では、移動機構１３０が、テーブル１１０とノズル６１とをそれぞれ移動させ、両者の相対的な位置を変化させる構成が採用されてもよい。
【0025】
１－２．三次元造形装置における造形処理：
図２は、造形装置１００において造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図である。制御部１０１は、テーブル１１０の面１１１に沿った方向に、テーブル１１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させて造形材料ＭＭを堆積させる走査を繰り返して材料層ＭＬを形成する。制御部１０１は、材料層ＭＬをＺ方向に積み重ねることによって造形物を造形していく。
図２は、造形装置１００において造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図である。制御部１０１は、テーブル１１０の面１１１に沿った方向に、テーブル１１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させて造形材料ＭＭを堆積させる走査を繰り返して材料層ＭＬを形成する。制御部１０１は、材料層ＭＬをＺ方向に積み重ねることによって造形物を造形していく。
【0026】
材料層ＭＬを形成する際には、ノズル６１の先端の吐出口６２と、造形材料ＭＭが堆積される予定部位ＭＬｔとの間には、ノズル６１の孔径Ｄｎより大きいギャップＧが形成される。これにより、ノズル６１の吐出口６２から吐出される造形材料ＭＭが、予定部位ＭＬｔに押しつけられない状態で堆積され、ノズル６１から吐出された造形材料ＭＭの横断面形状が潰れてしまうことが抑制されるため、造形物の面粗さを低減できる。また、ノズル６１の周囲にヒーターが設けられている構成では、ギャップＧを形成することにより、当該ヒーターによる造形材料ＭＭの過熱を防止でき、そうした過熱による堆積後の造形材料ＭＭの変色や劣化を抑制できる。
【0027】
１－３．フラットスクリューおよびスクリュー対面部：
図３は、第１実施形態におけるフラットスクリュー４０Ａの溝形成面４８側の構成を示す概略斜視図である。図３には、生成部３０でのフラットスクリュー４０Ａの回転軸ＲＸの位置が一点鎖線で図示されている。回転軸ＲＸはフラットスクリュー４０Ａの中心を通る。
図３は、第１実施形態におけるフラットスクリュー４０Ａの溝形成面４８側の構成を示す概略斜視図である。図３には、生成部３０でのフラットスクリュー４０Ａの回転軸ＲＸの位置が一点鎖線で図示されている。回転軸ＲＸはフラットスクリュー４０Ａの中心を通る。
【0028】
溝形成面４８には、図１でも説明したように、フラットスクリュー４０Ａの外周端から中央部４６に至るスクロール溝４２が形成されている。溝形成面４８には、スクロール溝４２を幅方向に挟む側壁部を構成する凸条部４３が設けられている。中央部４６は、溝形成面４８の中心に位置し、凸条部４３に囲まれた凹部として構成されている。中央部４６は、スクロール溝４２の端部として解釈することもできる。
【0029】
第１実施形態のフラットスクリュー４０Ａは、２条のスクロール溝４２と、２条の凸条部４３と、を有する。なお、他の実施形態では、スクロール溝４２や凸条部４３の数は、２条には限定されない。スクロール溝４２は、１条のみ設けられていてもよいし、３条以上の任意の数が設けられていてもよい。また、スクロール溝４２の数に合わせて任意の数の凸条部４３が設けられてもよい。
【0030】
第１実施形態のフラットスクリュー４０Ａは、外周端に２つの材料導入部４４を有している。他の実施形態では、材料導入部４４は２つに限定されない。材料導入部４４は１つのみ設けられていてもよいし、３つ以上の任意の個数設けられていてもよい。
【0031】
第１実施形態では、スクロール溝４２の深さは、材料導入部４４から中央部４６に近づくにつれて小さくなる。スクロール溝４２の幅は、材料導入部４４の付近の入口部分において中央部４６に近づくほど小さくなり、その後、中央部４６までほぼ一定に保たれている。そのため、スクロール溝４２の流路断面積は、材料導入部４４から中央部４６に向かうにつれて小さくなっている。これにより、材料ＭＲを可塑化する際に、中央部４６内の圧力がより高められる。また、材料ＭＲを可塑化する際に、材料ＭＲの空隙に存在する空気が、スクロール溝４２内に生じる圧力によって材料導入部４４側へと押し出されるため、造形材料の脱気が促進される。
【0032】
凸条部４３の側壁面は、スクロール溝４２の側面４２ｓを構成している。スクロール溝４２の側面４２ｓには凹凸構造７０Ａが形成されている。第１実施形態では、凹凸構造７０Ａは、複数の凹部７１を含む凹凸面として構成されている。凹部７１は、スクロール溝４２の開口端部４４から中央部４６に向かって連続した曲面を構成する基準面である側面４２ｓに対して局所的に窪んでいる部位である。第１実施形態では、スクロール溝４２における両側の側面４２ｓのそれぞれに凹凸構造７０Ａが形成されている。可塑化装置１０Ａでは、スクロール溝４２の側面４２ｓに凹凸構造７０Ａが形成されていることによって、スクロール溝４２による材料の誘導が円滑化されている。凹凸構造７０Ａの詳細は後述する。
【0033】
図４は、スクリュー対面部５０のスクリュー対向面５２を示す概略平面図である。スクリュー対向面５２の中心には、造形材料をノズル６１に供給するための上述した連通孔５６が開口している。また、連通孔５６に接続され、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、フラットスクリュー４０Ａの中央部４６に面する領域に設けられており、スクロール溝４２に誘導されて中央部４６に流入した造形材料を、連通孔５６へと導く機能を有する。
【0034】
図１および図３を参照する。フラットスクリュー４０Ａが回転すると、材料導入部４４から供給された材料ＭＲが、スクロール溝４２に誘導されて、図１に示すヒーター５８によって加熱されながら中央部４６に向かって移動する。材料ＭＲは、中央部４６に近づくほど、溶融し、流動性が高まっていき、造形材料へと転化する。中央部４６に集められた造形材料は、中央部４６で生じる内圧により、連通孔５６を通じてノズル６１の流路６５へと導かれ、吐出口６２から吐出される。
【0035】
可塑化装置１０Ａは、Ｚ方向において小型なサイズを有するフラットスクリュー４０Ａの採用によって、材料ＭＲを可塑化してノズル６１まで導くための経路が占める範囲がＺ方向において小さくなっており、小型化されている。また、造形装置１００では、可塑化装置１０Ａのフラットスクリュー４０Ａによって造形材料をノズル６１へと圧送する構成が簡易に実現されている。この構成によれば、ノズル６１からの造形材料の吐出量の制御がフラットスクリュー４０Ａの回転数の制御によって可能であり、ノズル６１からの造形材料の吐出量の制御が容易化されている。
【0036】
１－４．スクロール溝の側面の凹凸面：
図３および図５を参照して、スクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ａについて説明する。図５は、フラットスクリュー４０Ａのスクロール溝４２の一部の構成を模式的に断面視した概略斜視図である。
図３および図５を参照して、スクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ａについて説明する。図５は、フラットスクリュー４０Ａのスクロール溝４２の一部の構成を模式的に断面視した概略斜視図である。
【0037】
第１実施形態では、各凹部７１は、上述した基準面に含まれる周縁の平坦面に対して窪み、スクロール溝４２に向かって開口する半球状の窪み部として形成されている。第１実施形態では、各凹部７１の開口の寸法は、当該凹部７１が形成されている部位での凸条部４３の高さ、つまり、スクロール溝４２の深さの５％～２０％程度で形成される。各凹部７１の開口半径は、１ｍｍ以下としてもよい。この場合には、各凹部７１の開口面積は、πｍｍ２以下である。各凹部７１のサイズは均一でなくてもよい。第１実施形態では、図３に示すように、複数の凹部７１が、フラットスクリュー４０Ａの外周端から中央部４６にわたって配列されている。また、図３および図５に示すように、スクロール溝４２の側面４２ｓには、複数の凹部７１がＺ方向に沿って配列されている。
【0038】
凹凸構造７０Ａが形成されていることによって、スクロール溝４２の側面４２ｓと、スクロール溝４２内に供給された材料ＭＲとの間の抵抗が増大する。そのため、フラットスクリュー４０Ａの回転力をスクロール溝４２内の材料ＭＲに伝達させやすくなり、スクロール溝４２内において、材料ＭＲが、フラットスクリュー４０Ａの回転に、より一層、追従するようになる。よって、スクロール溝４２の途中で材料ＭＲが溶融して、その流動性が高まり、ほとんど液状になったとしても、材料ＭＲをフラットスクリュー４０Ａの中央部４６へと円滑に導くことができる。また、凹凸構造７０Ａにより、スクロール溝４２内で材料ＭＲが撹拌されるため、生成される造形材料の混練度が高められる。「材料の混練度が高められる」とは、材料がより均一な状態になるように混練されることを意味する。造形材料の混練度が高まれば、造形物の造形精度や強度を高めることができる。
【0039】
上述したように、第１実施形態では、材料ＭＲは、ペレットの状態で投入される。材料ＭＲがペレット状である場合、スクロール溝４２内において材料ＭＲがペレット状の形状が保持されている区間に設けられている凹部７１の寸法は、そのペレット状の材料ＭＲの一部が嵌まる程度の寸法であることが望ましい。凹部７１の開口半径は、ペレット状の材料ＭＲのあらゆる方向における幅より小さいことが望ましい。凹部７１の空間体積は、ペレット状の材料ＭＲの体積より小さいことが望ましい。このようにすれば、ペレット状の材料ＭＲは、図５に示されているように、一部分が凹部７１に嵌まり込みやすくなる。そのため、材料ＭＲを、フラットスクリュー４０Ａの回転に、より一層追従させやすくなり、スクロール溝４２の側面４２付近においてペレット状の材料ＭＲが滞留することが抑制される。また、フラットスクリュー４０Ａの材料導入部４４の周縁に、そうした寸法の凹部７１が設けられていることによって、ペレット状の材料ＭＲが当該凹部７１に引っ掛かってスクロール溝４２内へと引き込まれやすくなる。そのため、スクロール溝４２への材料ＭＲの流入が円滑化される。
【0040】
１－５．可塑化装置に投入される材料例：
可塑化装置１０Ａに投入される材料例について説明する。第１実施形態では、可塑化装置１０Ａには、造形装置１００が造形する造形物の主材料が材料ＭＲとして投入される。ここで、「主材料」とは、造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、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。第１実施形態の造形装置１００では、造形物は、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造形される。可塑化装置１０Ａにおいて生成される造形材料には、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。
可塑化装置１０Ａに投入される材料例について説明する。第１実施形態では、可塑化装置１０Ａには、造形装置１００が造形する造形物の主材料が材料ＭＲとして投入される。ここで、「主材料」とは、造形物の形状を形作っている中心となる材料を意味し、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。第１実施形態の造形装置１００では、造形物は、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造形される。可塑化装置１０Ａにおいて生成される造形材料には、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。
【0041】
造形物の主材料として用いら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採用することができる。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂（ＴＰＵ）、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。
＜熱可塑性樹脂材料の例＞
ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂（ＴＰＵ）、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。
【0042】
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。なお、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。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からの吐出時には約２００℃であることが望ましい。このように高温の状態で造形材料を吐出するために、ノズル６１の周囲にはヒーターが設けられてもよい。
【0043】
造形物の主材料としては、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可塑化して溶融する成分が混合されて、材料ＭＲとして生成部３０に供給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、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン鋼、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。
＜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、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン鋼、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。
【0044】
造形物の主材料としては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を用いることも可能である。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、テーブル１１０に配置された造形材料は焼結によって硬化されてもよい。
【0045】
材料供給源２１に材料ＭＲ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、生成部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。
【0046】
材料供給源２１に材料ＭＲ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。
＜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。
【0047】
その他に、材料供給源２１に材料ＭＲ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。
＜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。
【0048】
１－６．第１実施形態のまとめ：
以上のように、第１実施形態の可塑化装置１０Ａによれば、スクロール溝４２の側面４２ｓに設けられた凹凸構造７０Ａによって、スクロール溝４２内での材料ＭＲの誘導が円滑化されるため、材料ＭＲの可塑化を安定しておこなうことができる。そのため、生成部３０での吐出部６０への造形材料の供給が安定化し、吐出部６０からの造形材料の吐出が安定化され、造形装置１００による造形物の造形精度が高められる。その他に、第１実施形態の可塑化装置１０Ａおよびそれを備える造形装置１００によれば、第１実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
以上のように、第１実施形態の可塑化装置１０Ａによれば、スクロール溝４２の側面４２ｓに設けられた凹凸構造７０Ａによって、スクロール溝４２内での材料ＭＲの誘導が円滑化されるため、材料ＭＲの可塑化を安定しておこなうことができる。そのため、生成部３０での吐出部６０への造形材料の供給が安定化し、吐出部６０からの造形材料の吐出が安定化され、造形装置１００による造形物の造形精度が高められる。その他に、第１実施形態の可塑化装置１０Ａおよびそれを備える造形装置１００によれば、第１実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【0049】
２．スクロール溝内に凹凸構造を設ける種々の実施形態：
以下では、第１実施形態の可塑化装置１０Ａのスクロール溝４２における凹凸構造７０Ａの構成を改変した構成例を、第２実施形態～第８実施形態として説明し、スクロール溝４２の底面に凹凸構造を追加する構成例を第９実施形態として説明する。以下の各実施形態における可塑化装置１０Ｂ～１０Ｉの構成は、特段の説明を設けていない構成については、第１実施形態の可塑化装置１０Ａの構成と同じであり、第１実施形態で説明した造形装置１００に搭載される。以下の各実施形態では、第１実施形態と共通する構成部には、第１実施形態と共通する符号を付して説明する。以下の各実施形態の構成においても、第１実施形態と共通する構成を有していることによって、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
以下では、第１実施形態の可塑化装置１０Ａのスクロール溝４２における凹凸構造７０Ａの構成を改変した構成例を、第２実施形態～第８実施形態として説明し、スクロール溝４２の底面に凹凸構造を追加する構成例を第９実施形態として説明する。以下の各実施形態における可塑化装置１０Ｂ～１０Ｉの構成は、特段の説明を設けていない構成については、第１実施形態の可塑化装置１０Ａの構成と同じであり、第１実施形態で説明した造形装置１００に搭載される。以下の各実施形態では、第１実施形態と共通する構成部には、第１実施形態と共通する符号を付して説明する。以下の各実施形態の構成においても、第１実施形態と共通する構成を有していることによって、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【0050】
２－１．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の可塑化装置１０Ｂが備えるフラットスクリュー４０Ｂのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｂを構成する凹部７２を示す概略斜視図である。凹部７２は、四角錘状の窪み部として構成されている点が、第１実施形態の凹部７１と異なっている。第２実施形態では、凹部７２の開口は四角形状を有している。より具体的には、凹部７２の開口は正方形状を有している。凹部７２の開口における一辺の寸法は例えば、１ｍｍ以下としてよい。この場合には、凹部７２の開口面積は、１ｍｍ２以下である。第２実施形態の凹凸構造７０Ｂであっても、第１実施形態の凹凸構造７０Ａと同様に、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導を円滑化することができる。
図６は、第２実施形態の可塑化装置１０Ｂが備えるフラットスクリュー４０Ｂのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｂを構成する凹部７２を示す概略斜視図である。凹部７２は、四角錘状の窪み部として構成されている点が、第１実施形態の凹部７１と異なっている。第２実施形態では、凹部７２の開口は四角形状を有している。より具体的には、凹部７２の開口は正方形状を有している。凹部７２の開口における一辺の寸法は例えば、１ｍｍ以下としてよい。この場合には、凹部７２の開口面積は、１ｍｍ２以下である。第２実施形態の凹凸構造７０Ｂであっても、第１実施形態の凹凸構造７０Ａと同様に、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導を円滑化することができる。
【0051】
２－２．第３実施形態：
図７は、第３実施形態の可塑化装置１０Ｃが備えるフラットスクリュー４０Ｃのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｃを構成する凸部７３を示す概略斜視図である。第３実施形態では、フラットスクリュー４０Ｃにおけるスクロール溝４２の側面４２ｓに、複数の凸部７３を含む凹凸面として構成された凹凸構造７０Ｃが設けられている。第３実施形態の凹凸構造７０Ｃの構成は、第１実施形態で説明した凹部７１が凸部７３に置き換えられている点以外は、第１実施形態で説明したのとほぼ同じである。凹凸構造７０Ｃを構成する各凸部７３は、スクロール溝４２の開口端部４４から中央部４６に向かって連続した曲面を構成する基準面である側面４２ｓに対して局所的に突起している部位である。第１実施形態では、凸部７３は、周縁の平坦面である側面４２ｓから突起した半球状の突起部として構成されている。こうした凸部７３であっても、スクロール溝４２の側面４２ｓと、スクロール溝４２内に供給された材料ＭＲとの間の抵抗を増大させることができる。よって、材料ＭＲをフラットスクリュー４０Ｃの中央部４６へと円滑に導くことができ、スクロール溝４２内における材料ＭＲの滞留が抑制される。また、凸部７３によって、スクロール溝４２内の材料ＭＲが撹拌されるため、生成される造形材料の混練度が高められる。さらに、フラットスクリュー４０Ｃの材料導入部４４の周縁に凸部７３が設けられていることによって、材料ＭＲが当該凸部７３に引っ掛かってスクロール溝４１内へと引き込まれやすくなる。そのため、スクロール溝４２への材料ＭＲの流入が円滑化される。その他に、スクロール溝４２の側面４２ｓの凸部７３によって、材料ＭＲのペレットや粒状の原材料が凝集したかたまりが粉砕されるため、より一層、安定した材料ＭＲの可塑化が実現される。
図７は、第３実施形態の可塑化装置１０Ｃが備えるフラットスクリュー４０Ｃのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｃを構成する凸部７３を示す概略斜視図である。第３実施形態では、フラットスクリュー４０Ｃにおけるスクロール溝４２の側面４２ｓに、複数の凸部７３を含む凹凸面として構成された凹凸構造７０Ｃが設けられている。第３実施形態の凹凸構造７０Ｃの構成は、第１実施形態で説明した凹部７１が凸部７３に置き換えられている点以外は、第１実施形態で説明したのとほぼ同じである。凹凸構造７０Ｃを構成する各凸部７３は、スクロール溝４２の開口端部４４から中央部４６に向かって連続した曲面を構成する基準面である側面４２ｓに対して局所的に突起している部位である。第１実施形態では、凸部７３は、周縁の平坦面である側面４２ｓから突起した半球状の突起部として構成されている。こうした凸部７３であっても、スクロール溝４２の側面４２ｓと、スクロール溝４２内に供給された材料ＭＲとの間の抵抗を増大させることができる。よって、材料ＭＲをフラットスクリュー４０Ｃの中央部４６へと円滑に導くことができ、スクロール溝４２内における材料ＭＲの滞留が抑制される。また、凸部７３によって、スクロール溝４２内の材料ＭＲが撹拌されるため、生成される造形材料の混練度が高められる。さらに、フラットスクリュー４０Ｃの材料導入部４４の周縁に凸部７３が設けられていることによって、材料ＭＲが当該凸部７３に引っ掛かってスクロール溝４１内へと引き込まれやすくなる。そのため、スクロール溝４２への材料ＭＲの流入が円滑化される。その他に、スクロール溝４２の側面４２ｓの凸部７３によって、材料ＭＲのペレットや粒状の原材料が凝集したかたまりが粉砕されるため、より一層、安定した材料ＭＲの可塑化が実現される。
【0052】
２－３．第４実施形態：
図８は、第４実施形態の可塑化装置１０Ｄが備えるフラットスクリュー４０Ｄのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｄを構成する凸部７４を示す概略斜視図である。凸部７４は、周縁の平坦面から突起する四角錘状の突起部として構成されている点が、第３実施形態の凸部７３と異なっている。第４実施形態の凸部７４の基端部は、四角形状の外周形状を有している。より具体的には、第４実施形態の凸部７４の基端部は、正方形状の外周形状を有している。凸部７４の基端部の外周における一辺の寸法は、例えば、１ｍｍ以下としてよい。第４実施形態の凹凸構造７０Ｄであっても、第３実施形態の凹凸構造７０Ｃと同様に、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導を円滑化することができる。また、凸部７４の尖った先端部によって、材料ＭＲのペレットや粒状の原材料が凝集したかたまりをより細かく粉砕することができる。
図８は、第４実施形態の可塑化装置１０Ｄが備えるフラットスクリュー４０Ｄのスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｄを構成する凸部７４を示す概略斜視図である。凸部７４は、周縁の平坦面から突起する四角錘状の突起部として構成されている点が、第３実施形態の凸部７３と異なっている。第４実施形態の凸部７４の基端部は、四角形状の外周形状を有している。より具体的には、第４実施形態の凸部７４の基端部は、正方形状の外周形状を有している。凸部７４の基端部の外周における一辺の寸法は、例えば、１ｍｍ以下としてよい。第４実施形態の凹凸構造７０Ｄであっても、第３実施形態の凹凸構造７０Ｃと同様に、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導を円滑化することができる。また、凸部７４の尖った先端部によって、材料ＭＲのペレットや粒状の原材料が凝集したかたまりをより細かく粉砕することができる。
【0053】
２－４．第５実施形態：
図９は、第５実施形態の可塑化装置１０Ｅが備えるフラットスクリュー４０Ｅのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図９には、矢印Ｚとともに、スクロール溝４２の材料導入部４４側から中央部４６側に向かう方向を示す矢印ＲＤが図示されている。以下では、この矢印ＲＤによって示されている方向を、スクロール溝４２における「流路方向ＲＤ」とも呼び、流路方向ＲＤにおける材料導入部４４側を「上流側」と呼び、中央部４６側を「下流側」と呼ぶ。
図９は、第５実施形態の可塑化装置１０Ｅが備えるフラットスクリュー４０Ｅのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図９には、矢印Ｚとともに、スクロール溝４２の材料導入部４４側から中央部４６側に向かう方向を示す矢印ＲＤが図示されている。以下では、この矢印ＲＤによって示されている方向を、スクロール溝４２における「流路方向ＲＤ」とも呼び、流路方向ＲＤにおける材料導入部４４側を「上流側」と呼び、中央部４６側を「下流側」と呼ぶ。
【0054】
第５実施形態においてスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｅの構成は、複数の凹部７１の分布が、第１実施形態と異なっている点以外は、第１実施形態で説明した凹凸構造７０Ａの構成とほぼ同じである。第５実施形態の凹凸構造７０Ｅでは、複数の凹部７１は、中央部４６から材料導入部４４に近づくにつれて、つまり、流路方向ＲＤにおいて下流側から上流側にいくにしたがって密に分布するように構成されている。第５実施形態の凹凸構造７０Ｅでは、中央部４６側から材料導入部４４側に近づくにつれて、単位面積あたりに含まれる凹部７１の個数が増大する。第５実施形態の凹凸構造７０Ｅでは、中央部４６側から材料導入部４４側に近づくにつれて、隣り合う凹部７１同士の間隔が小さくなっていると言い換えてもよい。
【0055】
第５実施形態の凹凸構造７０Ｅを有するフラットスクリュー４０Ｅであれば、材料導入部４４に近い領域ほど凹部７１が密集しているため、スクロール溝４２へと材料ＭＲをより一層、引き込みやすくなり、スクロール溝４２への材料ＭＲの流入がより一層円滑化される。また、中央部４６に近い領域ほど凹部７１の数が減少し、スクロール溝４２内の空間容積が減少するため、中央部４６に近づくほどスクロール溝４２内の圧力を高めることができ、連通孔５６からの造形材料の吐出を良好におこなえる。
【0056】
なお、他の実施形態では、凹部７１は、第２実施形態で説明した凹部７２に置き換えられてもよい。また、凹部７１は、第３実施形態や第４実施形態で説明した凸部７３，７４に置き換えられてもよい。凹部７１が凸部７３，７４に置き換えられた場合でも、材料導入部４４からスクロール溝４２内への材料ＭＲの流入を円滑化することができる。また、凹部７１が凸部７３，７４に置き換えられた場合には、中央部４６に近い領域ほど凸部７３，７４の数が減少し、スクロール溝４２における流路抵抗が減少するため、中央部４６に近づくほどスクロール溝４２内の圧力を高めることができる。
【0057】
２－５．第６実施形態：
図１０は、第６実施形態の可塑化装置１０Ｆが備えるフラットスクリュー４０Ｆのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１０には、図９と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。第６実施形態においてスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｆの構成は、複数の凹部７１の分布が、第１実施形態と異なっている点以外は、第１実施形態で説明した凹凸構造７０Ａの構成とほぼ同じである。
図１０は、第６実施形態の可塑化装置１０Ｆが備えるフラットスクリュー４０Ｆのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１０には、図９と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。第６実施形態においてスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｆの構成は、複数の凹部７１の分布が、第１実施形態と異なっている点以外は、第１実施形態で説明した凹凸構造７０Ａの構成とほぼ同じである。
【0058】
第６実施形態の凹凸構造７０Ｆでは、複数の凹部７１は、材料導入部４４から中央部４６に近づくにつれて、つまり、流路方向ＲＤにおいて上流側から下流側にいくにしたがって、密に分布するように構成されている。第６実施形態の凹凸構造７０Ｆでは、材料導入部４４側から中央部４６側に近づくにつれて、単位面積あたりに含まれる凹部７１の個数が増大する。第６実施形態の凹凸構造７０Ｆでは、材料導入部４４側から中央部４６側に近づくにつれて、隣り合う凹部７１同士の間隔が小さくなっていると言い換えてもよい。
【0059】
第６実施形態の凹凸構造７０Ｆを有するフラットスクリュー４０Ｆであれば、凹部７１が中央部４６に近い領域ほど密集しているため、可塑化の進行により、スクロール溝４２の下流側で流動性が高まっている材料ＭＲを、中央部４６へと円滑に導くことができる。なお、他の実施形態では、凹部７１は、第２実施形態で説明した凹部７２や、第３実施形態や第４実施形態で説明した凸部７３，７４に置き換えられてもよい。こうした場合でも、第６実施形態で説明したのと同様な作用効果を奏することができる。
【0060】
２－６．第７実施形態：
図１１は、第７実施形態の可塑化装置１０Ｇが備えるフラットスクリュー４０Ｇのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１１には、図１０と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。第７実施形態においてはスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｇは、Ｚ方向に沿った線状の凹部７７ａと凸部７７ｂとが、流路方向ＲＤに交互に繰り返されている凹凸面によって構成されている。
図１１は、第７実施形態の可塑化装置１０Ｇが備えるフラットスクリュー４０Ｇのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１１には、図１０と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。第７実施形態においてはスクロール溝４２の側面４２ｓに設けられている凹凸構造７０Ｇは、Ｚ方向に沿った線状の凹部７７ａと凸部７７ｂとが、流路方向ＲＤに交互に繰り返されている凹凸面によって構成されている。
【0061】
第７実施形態では、各凹部７７ａの流路方向ＲＤにおける幅は均一であり、各凸部７７ｂの流路方向ＲＤにおける幅は均一である。各凹部７７ａおよび各凸部７７ｂの流路方向ＲＤにおける幅は、例えば、１ｍｍ以下としてもよい。第７実施形態では、凹凸構造７０Ｇは、流路方向ＲＤにおいて側面４２ｓの全体にわたって形成されている。凹凸構造７０Ｇは、例えば、側面４２ｓに対するマシニング加工や放電加工によって形成することができる。このような凹凸構造７０Ｇであっても、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導を円滑化される。
【0062】
他の実施形態では、凹凸構造７０Ｇは、材料導入部４４から中央部４６に近づくにつれて密になるように、材料導入部４４から中央部４６に近づくにつれて凹部７７ａまたは凸部７７ｂが配列されているピッチが狭くなるように構成されていてもよい。あるいは、凹凸構造７０Ｇは、中央部４６から材料導入部４４に近づくにつれて密になるように、中央部４６から材料導入部４４に近づくにつれて凹部７７ａまたは凸部７７ｂが配列されているピッチが狭くなるように構成されていてもよい。また、他の実施形態では、凹凸構造７０Ｇは、側面４２ｓの一部の領域にのみ設けられていてもよい。
【0063】
２－７．第８実施形態：
図１２は、第８実施形態の可塑化装置１０Ｈが備えるフラットスクリュー４０Ｈのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１２には、図１１と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。
図１２は、第８実施形態の可塑化装置１０Ｈが備えるフラットスクリュー４０Ｈのスクロール溝４２が有する側面４２ｓのうちの任意のひとつを展開して示す概略図である。図１２には、図１１と同様に、矢印Ｚとともに矢印ＲＤが図示されている。
【0064】
上記の各実施形態では、スクロール溝４２の側面４２ｓが有する凹凸構造７０Ａ～７０Ｇは、複数の凹状または凸状の構造物を造形することによって形成されている。これに対して、第８実施形態では、スクロール溝４２の側面４２ｓが有する凹凸構造は、表面加工処理によって側面４２ｓの表面性状を調整することによって形成された微細な表面構造７８によって構成される。図１２では、表面構造７８は、ハッチングにより模式的に表されている。
【0065】
第８実施形態では、スクロール溝４２の側面４２ｓは、表面粗さＲａが２０μｍ、かつ、高さ粗さＲｚが６０μｍの表面構造７８によって構成されている。表面構造７８は、例えば、アーク放電を利用した一般的なアーク放電によって形成することができる。また、表面構造７８は、ブラスト処理によって形成することもできる。可塑化途中の材料ＭＲに含まれる固体状の部分が、表面構造７８を有する側面４２ｓに引っかかりやすくなるため、スクロール溝４２によって、材料ＭＲを円滑に誘導することが可能になり、スクロール溝４２に材料ＭＲが滞留することが抑制される。
【0066】
なお、本明細書において、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３）に準拠した算術平均粗さを表し、高さ粗さＲｚとは、同ＪＩＳ規格に準拠した最大高さ粗さを表す。表面構造７８の粗度は、表面粗さＲａおよび高さ粗さＲｚには限定されず、二乗平均平方根粗さＲｑ、粗さ曲線の最大谷深さＲｖ、粗さ曲線の最大山高さＲｐなどのＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３）に準拠した種々のパラメーターによって規定することができる。また、他の実施形態では、表面構造７８の表面粗さＲａは２０μｍに限定されず、高さ粗さＲｚは６０μｍに限定されない。表面粗さＲａは２０μｍ以上に調整されてもよいし、高さ粗さＲｚは６０μｍ以上に調整されてもよい。あるいは、表面粗さＲａが２０μｍ以上に調整され、高さ粗さＲｚが６０μｍ未満に調整されてもよい。表面粗さＲａが２０μｍ以上であれば、可塑化して流動性が高くなっている材料ＭＲをフラットスクリュー４０Ｈの回転により追従させやすくすることができる。他の実施形態では、表面構造７８の表面粗さは、中央部４６から材料導入部４４に近づくにつれて凹凸が密になるように調整されていてもよいし、逆に、材料導入部４４から中央部４６に近づくにつれて凹凸が密になるように調整されていてもよい。また、表面構造７８は、側面４２ｓの一部の領域にのみ設けられてもよい。
【0067】
２－８．第９実施形態：
図１３は、第９実施形態における可塑化装置１０Ｉが備えるフラットスクリュー４０Ｉの下面４８側を示す概略平面図である。第９実施形態の可塑化装置１０Ｉの構成は、フラットスクリュー４０Ｉのスクロール溝４２の底面４５に凹凸構造７０Ａが追加されている点以外は、第１実施形態のフラットスクリュー４０Ａとほぼ同じである。底面４５の凹凸構造７０Ａは、材料導入部４４から中央部４６まで連続している基準面である底面４２より窪んでいる凹部７１を含む凹凸面によって構成されている。第９実施形態の可塑化装置１０Ｉによれば、スクロール溝４２内の側面４２ｓに加えて、底面４５にも凹凸構造７０Ａが設けられているため、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導が、さらに円滑化される。なお、他の実施形態では、スクロール溝４２の底面４５に、第１実施形態と同様な凹凸構造７０Ａの代わりに、他の凹凸構造が設けられてもよい。スクロール溝４２の底面４５には、例えば、第１実施形態以外の上記の各実施形態において説明した凹凸構造７０Ｂ～７０Ｉが設けられてもよい。また、スクロール溝４２の底面４５は、第８実施形態で説明したような表面構造７８を有していてもよい。また、他の実施形態では、スクロール溝４２の側面４２ｓには、第１実施形態の凹凸構造７０Ａの代わりに、第１実施形態以外の上記の各実施形態において説明した凹凸構造７０Ｂ～７０Ｉが設けられてもよい。あるいは、スクロール溝４２の側面４２ｓは、第８実施形態で説明した表面構造７８を有していてもよい。
図１３は、第９実施形態における可塑化装置１０Ｉが備えるフラットスクリュー４０Ｉの下面４８側を示す概略平面図である。第９実施形態の可塑化装置１０Ｉの構成は、フラットスクリュー４０Ｉのスクロール溝４２の底面４５に凹凸構造７０Ａが追加されている点以外は、第１実施形態のフラットスクリュー４０Ａとほぼ同じである。底面４５の凹凸構造７０Ａは、材料導入部４４から中央部４６まで連続している基準面である底面４２より窪んでいる凹部７１を含む凹凸面によって構成されている。第９実施形態の可塑化装置１０Ｉによれば、スクロール溝４２内の側面４２ｓに加えて、底面４５にも凹凸構造７０Ａが設けられているため、スクロール溝４２による材料ＭＲの誘導が、さらに円滑化される。なお、他の実施形態では、スクロール溝４２の底面４５に、第１実施形態と同様な凹凸構造７０Ａの代わりに、他の凹凸構造が設けられてもよい。スクロール溝４２の底面４５には、例えば、第１実施形態以外の上記の各実施形態において説明した凹凸構造７０Ｂ～７０Ｉが設けられてもよい。また、スクロール溝４２の底面４５は、第８実施形態で説明したような表面構造７８を有していてもよい。また、他の実施形態では、スクロール溝４２の側面４２ｓには、第１実施形態の凹凸構造７０Ａの代わりに、第１実施形態以外の上記の各実施形態において説明した凹凸構造７０Ｂ～７０Ｉが設けられてもよい。あるいは、スクロール溝４２の側面４２ｓは、第８実施形態で説明した表面構造７８を有していてもよい。
【0068】
３．スクロール溝の寸法の変更を利用する種々の実施形態：
以下では、上記の各実施形態で説明したようなスクロール溝４２の側面４２ｓに形成された凹凸構造ではなく、スクロール溝４２の寸法の変更によって、スクロール溝４２における材料ＭＲの誘導および可塑化を円滑化する実施形態を説明する。以下の第１０実施形態および第１１実施形態における可塑化装置１０Ｊ，１０Ｋの構成は、スクロール溝４２の側面４２ｓに凹凸構造７０Ａが設けられていない点以外は、第１実施形態の可塑化装置１０Ａの構成と同じである。第１０実施形態および第１１実施形態の可塑化装置１０Ｊ，１０Ｋは、第１実施形態で説明した造形装置１００に搭載される。以下の各実施形態では、第１実施形態と共通する構成部には、第１実施形態と共通する符号を付して説明する。以下の各実施形態の構成においても、第１実施形態と共通する構成を有していることによって、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
以下では、上記の各実施形態で説明したようなスクロール溝４２の側面４２ｓに形成された凹凸構造ではなく、スクロール溝４２の寸法の変更によって、スクロール溝４２における材料ＭＲの誘導および可塑化を円滑化する実施形態を説明する。以下の第１０実施形態および第１１実施形態における可塑化装置１０Ｊ，１０Ｋの構成は、スクロール溝４２の側面４２ｓに凹凸構造７０Ａが設けられていない点以外は、第１実施形態の可塑化装置１０Ａの構成と同じである。第１０実施形態および第１１実施形態の可塑化装置１０Ｊ，１０Ｋは、第１実施形態で説明した造形装置１００に搭載される。以下の各実施形態では、第１実施形態と共通する構成部には、第１実施形態と共通する符号を付して説明する。以下の各実施形態の構成においても、第１実施形態と共通する構成を有していることによって、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【0069】
３－１．第１０実施形態：
図１４Ａは、第１０実施形態の可塑化装置１０Ｊが備えるフラットスクリュー４０Ｊの溝形成面４８を示す概略平面図である。フラットスクリュー４０Ｊは、第１実施形態で説明したのと同様に、２条のスクロール溝４２を備えている。また、スクロール溝４２の幅は、材料導入部４４の付近の入口部分では、中央部４６に近づくほど小さくなり、その入口部分より中央部４６側では、中央部４６に至まで、ほぼ一定に保たれている。
図１４Ａは、第１０実施形態の可塑化装置１０Ｊが備えるフラットスクリュー４０Ｊの溝形成面４８を示す概略平面図である。フラットスクリュー４０Ｊは、第１実施形態で説明したのと同様に、２条のスクロール溝４２を備えている。また、スクロール溝４２の幅は、材料導入部４４の付近の入口部分では、中央部４６に近づくほど小さくなり、その入口部分より中央部４６側では、中央部４６に至まで、ほぼ一定に保たれている。
【0070】
ここで、フラットスクリュー４０Ｊは、幅ｗのスクロール溝がｎ条、その径方向に並んでいる部位を有している。なお、ここでのスクロール溝４２の条数ｎは、同じスクロール溝４２であっても周回して並列に並んでいる場合にも加算される。フラットスクリュー４０Ｊでは、幅ｗのスクロール溝４２がｎ条並んでいる部位において、下記の不等式（１）の関係が満たされている。
０．４３＜ｎ×ｗ／ｒ＜１．００ ・・・（１）
０．４３＜ｎ×ｗ／ｒ＜１．００ ・・・（１）
【0071】
可塑化装置１０Ｊでは、スクロール溝４２がｎ条並んでいる部位において、スクロール溝の幅ｗが、上記の不等式（１）を満たす値に調整されていれば、以下の実験結果に示されるように、スクロール溝４２内での材料ＭＲの誘導および可塑化が円滑化される。
【0072】
図１４Ｂは、スクロール溝の幅ｗが異なるフラットスクリューのサンプルＳ１～Ｓ３を用いた吐出装置１５０において造形材料の吐出率を計測した実験結果を示す説明図である。図１４Ｃは、実験に用いられた吐出装置１５０の構成を示す概略図である。実験で計測した造形材料の吐出率を、吐出装置１５０の構成を説明した後に説明する。
【0073】
吐出装置１５０は、供給部２０と、生成部３０と、吐出部６０と、吐出量調整部１５１と、を備える。供給部２０は、第１実施形態で説明したのとほぼ同じ構成を有する。生成部３０は、実験対象であるフラットスクリューのサンプルＦＳが搭載されている点以外は、第１実施形態で説明したのとほぼ同じ構成を有する。サンプルＦＳは、図１４Ａに図示されたようなスクロール溝の構成を有する。吐出部６０は、吐出量調整部１５１が接続されている点以外は、第１実施形態で説明したのとほぼ同じ構成を有する。
【0074】
吐出量調整部１５１は、吐出部６０の吐出口６２から吐出される造形材料の量を調整するための機構である。吐出量調整部１５１は、吐出部６０の流路６５に接続されているシリンダー１５２と、シリンダー１５２内を往復移動するプランジャー１５３と、プランジャー１５３を駆動するプランジャー駆動部１５４と、を備える。
【0075】
吐出装置１５０では、所定の回転数でフラットスクリューのサンプルＦＳを回転させ、供給部２０からの材料ＭＲの供給を開始した後の所定のタイミングで、目標吐出量に応じた移動距離だけ、プランジャー１５３を所定の速度で流路６５から離れる方向に瞬発的に移動させる。このプランジャー１５３の移動によって、流路６５に負圧が発生し、シリンダー１５３内に造形材料が流入する。その後、プランジャー１５３を流路６５に向かって押し戻すことによって、シリンダー１５３内に引き込まれた造形材料がノズル６１の吐出口６２から吐出される。
【0076】
「造形材料の吐出率」は、予め設定された目標吐出量に対して、ノズル６１から実際に吐出された造形材料の吐出量の百分率である。フラットスクリューのスクロール溝での材料ＭＲの誘導および可塑化が円滑におこなわれていないと、プランジャー１５３の移動によってシリンダー１５２に引き込まれる造形材料の量が低下する。そのため、プランジャー１５３によってシリンダー１５２から押し出され、吐出口６２から吐出される造形材料の量が低減する。逆に、フラットスクリューのスクロール溝での材料の誘導および可塑化が円滑におこなわれるほど、プランジャー１５３の移動によってシリンダー１５２に引き込まれる造形材料の量が増加し、吐出口６２から吐出される造形材料の量が増加する。つまり、フラットスクリューのスクロール溝での材料の誘導および可塑化が円滑におこなわれているほど、造形材料の吐出率が高くなる。
【0077】
ここで、実験では、サンプルＦＳとして、以下のサンプルＳ１～Ｓ３を用いた。各サンプルＳ１～Ｓ３のフラットスクリューの半径は、４０．０ｍｍである。また、各サンプルＳ１～Ｓ３では、幅が等しい２条のスクロール溝がフラットスクリューの径方向に並んでいる部位において、各スクロール溝の幅ｗが、８．６ｍｍ、９．６ｍｍ、７．６ｍｍに調整されている。サンプルＳ１のスクロール溝の幅ｗに対して、サンプルＳ２のスクロール溝の幅ｗは１ｍｍ大きく、サンプルＳ３のスクロール溝の幅ｗは１ｍｍ小さい。
【0078】
この実験では、硬い材料の例としてペレット状のＰＰを用いた場合と、弾性率が高い材料の例としてペレット状のＴＰＵを用いた場合と、についてそれぞれ、２０回ずつ造形材料の吐出率を計測した。図１４Ｂには、その計測結果の平均値を、「平均吐出率（％）」として示してある。平均吐出率は、その値が高いほど、スクロール溝において材料が円滑に送られ、材料の可塑化が円滑におこなわれたことを示す。
【0079】
図１４Ｂに示されているように、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４８であり、上記の不等式（１）を満たしているサンプルＳ２では、材料としてＰＰを用いた場合には、平均吐出率が８３％を越え、材料としてＴＰＵを用いた場合には、平均吐出率が７０％を越えた。これに対して、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４３であるサンプルＳ１では、材料としてＰＰを用いた場合には平均吐出率が８０％を越えたものの、材料としてＴＰＵを用いた場合には平均吐出率がサンプルＳ３よりも低い５６％であった。また、ｎ×ｗ／ｒの値が０．３８であるサンプルＳ３は、ＰＰとＴＰＵのいずれを用いた場合でも平均吐出率が７０％よりも低い値となった。
【0080】
このように、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４３よりも大きいサンプルＳ２では、硬いペレット状の材料を用いた場合でも、弾性率が高いペレット状の材料を用いた場合でも、高い材料吐出率が計測された。また、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４３よりも大きいサンプルＳ２では、弾性率が高いペレット状の材料について、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４３のサンプルＳ１よりも、平均吐出率が２０％以上向上しており、一段と高い効果が得られることが示された。この結果から、幅ｗのスクロール溝がフラットスクリューの径方向にｎ条並んでいる部位において、ｎ×ｗ／ｒの値が０．４３より大きくなるように、フラットスクリューの半径に対してスクロール溝の幅をできるだけ大きくとれば、スクロール溝内での材料の誘導および可塑化を円滑化できることがわかる。
【0081】
以上のように、第１０実施形態の可塑化装置１０Ｊでは、フラットスクリュー４０Ｊは、上記の不等式（１）を満たすように、スクロール溝４２の幅ｗが調整された部位を有している。そのため、図１４Ｂの実験結果に示されるように、スクロール溝４２での材料ＭＲの誘導および可塑化が円滑化される。また、第１０実施形態の可塑化装置１０Ｊを備える造形装置１００によれば、可塑化装置１０Ｊからの造形材料の供給が安定しておこなわれるため、造形処理の精度が高められる。その他に、第１０実施形態の可塑化装置１０Ｊおよびそれを備える造形装置１００によれば、上記の各実施形態と共通の構成によって、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を得ることができる。
【0082】
３－２．第１１実施形態：
図１５Ａは、第１１実施形態の可塑化装置１０Ｋが備えるフラットスクリュー４０Ｋの溝形成面４８を示す概略平面図である。ここで、スクロール溝４２の流路長をＲとする。流路長Ｒは、スクロール溝４２の幅方向の中心を通るスクロール溝４２の中心軸の材料導入部４４から溝形成面４８の中心までの長さに相当する。図１５Ａには、便宜上、材料導入部４４から流路長Ｒの２５％の位置までの領域ＰＡ１と、材料導入部４４から流路長Ｒの４５％の位置までの領域ＰＡ２と、を破線で区切ることによって図示してある。なお、２つの領域ＰＡ１，ＰＡ２はいずれも、スクロール溝４２において中央部４６よりも材料導入部４４に近い領域である。
図１５Ａは、第１１実施形態の可塑化装置１０Ｋが備えるフラットスクリュー４０Ｋの溝形成面４８を示す概略平面図である。ここで、スクロール溝４２の流路長をＲとする。流路長Ｒは、スクロール溝４２の幅方向の中心を通るスクロール溝４２の中心軸の材料導入部４４から溝形成面４８の中心までの長さに相当する。図１５Ａには、便宜上、材料導入部４４から流路長Ｒの２５％の位置までの領域ＰＡ１と、材料導入部４４から流路長Ｒの４５％の位置までの領域ＰＡ２と、を破線で区切ることによって図示してある。なお、２つの領域ＰＡ１，ＰＡ２はいずれも、スクロール溝４２において中央部４６よりも材料導入部４４に近い領域である。
【0083】
ここで、スクロール溝４２の開口端部４４におけるスクロール溝４２の深さをＤａとし、溝形成面４８の中心でのスクロール溝４２の深さをＤｂとする。深さＤｂは、フラットスクリュー４０Ｋの中心での中央部４６の深さに相当する。第１１実施形態のフラットスクリュー４０Ｋでは、スクロール溝４２の深さについて、下記の不等式（２）の関係が満たされる。
Ｄａ／Ｄｂ＞６．８２ ・・・（２）
Ｄａ／Ｄｂ＞６．８２ ・・・（２）
【0084】
図１５Ｂは、スクロール溝の深さが異なるフラットスクリューのサンプルＳ１，Ｓ４，Ｓ５を用いた吐出装置１５０において造形材料の吐出率を計測した実験結果を示す説明図である。この実験に用いられた吐出装置１５０の構成は、第１０実施形態で説明した図１４Ｃに示す吐出装置１５０の構成とほぼ同じである。この実験では、第１０実施形態で説明した実験と同様に、材料として、ペレット状のＰＰとＴＰＵとを用いて、それぞれについて２０回ずつ造形材料の吐出率を計測し、その平均値を算出した。
【0085】
この実験において、サンプルＦＳとして吐出装置１５０に搭載されたサンプルＳ１，Ｓ４，Ｓ５は、スクロール溝の深さがそれぞれに調整されている点以外は構成が共通している。サンプルＳ１は、第１０実施形態で説明した実験において用いたものと同じである。
【0086】
サンプルＳ１では、開口端部での深さＤａが１５．０ｍｍであり、図１５Ａに示す領域ＰＡ１に相当する領域内において、その深さが維持されている。サンプルＳ１では、図１５Ａに示す領域ＰＡ２に相当する領域では、スクロール溝の深さは１５．０ｍｍより小さくなる。サンプルＳ１では、スクロール溝の中央部側の端部での深さＤｂは、２．２ｍｍである。
【0087】
サンプルＳ４では、開口端部での深さＤａが１６．０ｍｍであり、図１５Ａに示す領域ＰＡ１に相当する領域において、その深さが維持されている。サンプルＳ４では、図１５Ａに示す領域ＰＡ２に相当する領域では、スクロール溝の深さは１６．０ｍｍより小さくなる。
【0088】
サンプルＳ５では、開口端部での深さＤａは、サンプルＳ４と同じく、１６．０ｍｍである。ただし、サンプルＳ５では、図１５Ａに示す領域ＰＡ２に相当する領域までその深さが維持されており、領域ＰＡ２より中央部側において、スクロール溝の深さが１６．０ｍｍより小さくなる。
【0089】
このように、サンプルＳ４，Ｓ５は、サンプルＳ１よりもスクロール溝の開口端部での深さがサンプルＳ１より深くなっている。また、サンプルＳ５では、スクロール溝の深さがサンプルＳ１より深くなっている領域の範囲が、サンプルＳ４より拡大されている。なお、サンプルＳ１，Ｓ４，Ｓ５ではいずれも、材料導入部４４から中央部４６までの間のスクロール溝４２の中間位置での深さは４．１ｍｍであった。
【0090】
図１５Ｂに示されているように、サンプルＳ４，Ｓ５ではいずれもＤａ／Ｄｂの値が７．２７となり、上記の不等式（２）が満たされている。サンプルＳ４，Ｓ５ではいずれも、ＴＰＵを用いた場合に、平均吐出率がサンプルＳ１よりも著しく向上した。特に、領域ＰＡ２までスクロール溝の深さが深くなっている範囲が拡大されているサンプルＳ５では、ＰＰとＴＰＵのいずれを用いた場合でも、平均吐出率が７５％を越えており、サンプルＳ１よりも著しく良好な結果が得られた。
【0091】
こうした実験結果から、スクロール溝４２の開口端部４４での深さが、上記の不等式（２）が満たされるように、大きく調整されていれば、スクロール溝４２内での材料ＭＲの誘導および可塑化が円滑化されることがわかる。特に、スクロール溝４２の開口端部４４での深さＤａが、領域ＰＡ１において維持されていることが望ましく、領域ＰＡ２まで維持されていることがより望ましいことがわかる。
【0092】
第１１実施形態の可塑化装置１０Ｋによれば、上記の不等式（２）が満たされるスクロール溝４２の深さを有しているため、スクロール溝４２での材料ＭＲの誘導および可塑化が円滑化される。また、第１１実施形態の可塑化装置１０Ｋを備える造形装置１００によれば、可塑化装置１０Ｋからの造形材料の供給が安定しておこなわれるため、造形処理の精度が高められる。その他に、第１１実施形態の可塑化装置１０Ｋおよびそれを備える造形装置１００によれば、上記の各実施形態と共通の構成によって、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を得ることができる。
【0093】
４．射出成形装置の実施形態である第１２実施形態：
図１６は、第１２実施形態における射出成形機２００の構成を一部の部材を断面視して示す概略構成図である。第１２実施形態の射出成形機２００は、第１実施形態で説明した可塑化装置１０Ａと、射出制御機構２１０と、ノズル２２０と、金型部２３０と、型締装置２４０と、を備える。
図１６は、第１２実施形態における射出成形機２００の構成を一部の部材を断面視して示す概略構成図である。第１２実施形態の射出成形機２００は、第１実施形態で説明した可塑化装置１０Ａと、射出制御機構２１０と、ノズル２２０と、金型部２３０と、型締装置２４０と、を備える。
【0094】
可塑化装置１０Ａは、第１実施形態で説明したように、フラットスクリュー４０Ａと、スクリュー対面部５０と、を有する。フラットスクリュー４０Ａおよびスクリュー対面部５０の具体的な構成は、第１実施形態のフラットスクリュー４０Ａおよびスクリュー対面部５０の構成と同じである。可塑化装置１０Ａは、フラットスクリュー４０Ａのスクロール溝４２に供給された粒状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造形材料を生成して連通孔５６から射出制御機構２１０へと導く。
【0095】
射出制御機構２１０は、射出シリンダー２１１と、プランジャー２１２と、プランジャー駆動部２１３とを備える。射出制御機構２１０は、射出シリンダー２１１内の可塑化された材料を後述するキャビティＣｖに射出する機能を有する。射出制御機構２１０は、ノズル２２０からの材料の射出量を制御する。射出シリンダー２１１は、スクリュー対面部５０の連通孔５６に接続された略円筒状の部材であり、内部にプランジャー２１２を備える。プランジャー２１２は、射出シリンダー２１１の内部を摺動し、射出シリンダー２１１内の材料を、可塑化装置１０Ａに接続されたノズル２２０側に圧送する。プランジャー２１２は、モーターによって構成されるプランジャー駆動部２１３により駆動される。
【0096】
金型部２３０は、可動金型２３１と固定金型２３２とを備える。可動金型２３１と固定金型２３２とは、互いに対面して備えられ、その間に成形品の形状に相当する空間であるキャビティＣｖを備える。キャビティＣｖには、可塑化された材料が射出制御機構２１０によって圧送されてノズル２２０を介して射出される。
【0097】
型締装置２４０は、金型駆動部２４１を備え、可動金型２３１と固定金型２３２との開閉を行う機能を有する。型締装置２４０は、金型駆動部２４１を駆動して可動金型２３１を移動させて金型部２３０を開閉させる。
【0098】
第１２実施形態の射出成形機２００は、第１実施形態と同じ構成の可塑化装置１０Ａを備える。したがって、スクロール溝４２の側面４２ｓに設けられた凹凸構造７０Ａによって、回転するフラットスクリュー４０Ａの回転力が、スクロール溝４２内の材料に対して伝達されやすくなり、スクロール溝４２による材料の誘導が円滑化される。したがって、可塑化装置１０Ａから射出制御機構２１０の射出シリンダー２１１への材料の供給を安定しておこなうことができ、射出成形機２００おける成形不良の発生が抑制される。なお、他の実施形態では、射出成形機２００は、第１実施形態の可塑化装置１０Ａの代わりに、第１実施形態以外の上記の各実施形態で説明した可塑化装置１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋが搭載されてもよい。
【0099】
５．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、本会時の技術を実施するための形態の一例として位置づけられる。
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、本会時の技術を実施するための形態の一例として位置づけられる。
【0100】
（１）他の実施形態１：
上記の各実施形態の可塑化装置１０Ａ～１０Ｋは、フラットスクリュー４０Ａ～４０Ｋの代わりに、スクロール溝４２を備え、Ｚ方向の長さが直径よりも長いスクリューを、ローターとして備えていてもよい。各実施形態の可塑化装置１０Ａ～１０Ｋの溝４２はスクロール溝４２として構成されていなくてもよい。溝４２は、ローターの回転方向に沿っていればよい。溝４２は、溝形成面４８において、溝形成面４８の中心の周りを囲むように一回りしていなくてもよい。また、溝４２は、材料導入部としての開口端部４４を有していなくてもよい。この場合には溝４２の材料導入部は、上面４７から溝４２に連通する貫通孔として構成されていてもよい。
上記の各実施形態の可塑化装置１０Ａ～１０Ｋは、フラットスクリュー４０Ａ～４０Ｋの代わりに、スクロール溝４２を備え、Ｚ方向の長さが直径よりも長いスクリューを、ローターとして備えていてもよい。各実施形態の可塑化装置１０Ａ～１０Ｋの溝４２はスクロール溝４２として構成されていなくてもよい。溝４２は、ローターの回転方向に沿っていればよい。溝４２は、溝形成面４８において、溝形成面４８の中心の周りを囲むように一回りしていなくてもよい。また、溝４２は、材料導入部としての開口端部４４を有していなくてもよい。この場合には溝４２の材料導入部は、上面４７から溝４２に連通する貫通孔として構成されていてもよい。
【0101】
（２）他の実施形態２：
溝４２の側面４２ｓに設けられる凹凸構造を構成する複数の凹部または複数の凸部は、上記の第１実施形態や第２実施形態で凹部７１，７２や、第３実施形態や第４実施形態で説明した凸部７３，７４の形状に限定されることはない。例えば、凹部は、三角錘形状や円柱状の内部空間を有する窪み部として構成されてもよい。凹部の開口形状は、例えば、楕円形状や、菱形形状、長方形形状、三角形状、楔形形状、その他の多角形状でもよい。また、側面４２ｓに設けられる凹凸構造を構成する複数の凸部は、円錐形状や、円柱形状、半楕円球状、三角錘形状、直方体形状、板状などの形状を有していてもよい。凹部の開口寸法や、凸部の基端部における幅の最大値は１ｍｍ以上としてもよく、例えば、２～５ｍｍ程度であってもよい。凹部や凸部のサイズは任意に設定することが可能である。凹部の開口寸法や、凸部の基端部における幅の最大値は、その形成位置における凸条部４３の高さの５％以上、１００％未満となるように設定されてよい。側面４２ｓにおいて凹部や凸部が形成される範囲や、個数、各凹部または各凸部の配列間隔、配列方向についても特に限定はされない。また、凹凸構造は、溝４２の片側の側面４２ｓにのみ形成されていてもよい。
溝４２の側面４２ｓに設けられる凹凸構造を構成する複数の凹部または複数の凸部は、上記の第１実施形態や第２実施形態で凹部７１，７２や、第３実施形態や第４実施形態で説明した凸部７３，７４の形状に限定されることはない。例えば、凹部は、三角錘形状や円柱状の内部空間を有する窪み部として構成されてもよい。凹部の開口形状は、例えば、楕円形状や、菱形形状、長方形形状、三角形状、楔形形状、その他の多角形状でもよい。また、側面４２ｓに設けられる凹凸構造を構成する複数の凸部は、円錐形状や、円柱形状、半楕円球状、三角錘形状、直方体形状、板状などの形状を有していてもよい。凹部の開口寸法や、凸部の基端部における幅の最大値は１ｍｍ以上としてもよく、例えば、２～５ｍｍ程度であってもよい。凹部や凸部のサイズは任意に設定することが可能である。凹部の開口寸法や、凸部の基端部における幅の最大値は、その形成位置における凸条部４３の高さの５％以上、１００％未満となるように設定されてよい。側面４２ｓにおいて凹部や凸部が形成される範囲や、個数、各凹部または各凸部の配列間隔、配列方向についても特に限定はされない。また、凹凸構造は、溝４２の片側の側面４２ｓにのみ形成されていてもよい。
【0102】
（３）他の実施形態３：
上記の第１０実施形態および第１１実施形態のフラットスクリュー４０Ｊ，４０Ｋにおいて、スクロール溝４２の側面４２ｓや底面４５に、上記の各実施形態で説明したような凹凸構造７０Ａ～７０Ｉや表面構造７８が設けられてもよい。
上記の第１０実施形態および第１１実施形態のフラットスクリュー４０Ｊ，４０Ｋにおいて、スクロール溝４２の側面４２ｓや底面４５に、上記の各実施形態で説明したような凹凸構造７０Ａ～７０Ｉや表面構造７８が設けられてもよい。
【0103】
（４）他の実施形態４：
上記の各実施形態において、供給部２０は、複数のホッパーを備える構成を有していてもよい。この場合には、各ホッパーからスクロール溝４２へと異なる材料が供給され、スクロール溝４２内において混合されて、造形材料が生成されてもよい。例えば、上記実施形態で説明した主材料となる粉末材料と、それに添加される溶媒やバインダーなどが別々のホッパーから並行してスクロール溝４２に供給されてもよい。
上記の各実施形態において、供給部２０は、複数のホッパーを備える構成を有していてもよい。この場合には、各ホッパーからスクロール溝４２へと異なる材料が供給され、スクロール溝４２内において混合されて、造形材料が生成されてもよい。例えば、上記実施形態で説明した主材料となる粉末材料と、それに添加される溶媒やバインダーなどが別々のホッパーから並行してスクロール溝４２に供給されてもよい。
【0104】
（５）その他：
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【0105】
６．他の形態：
本開示の技術は、上述の各実施形態や実施例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によって実現することができる。例えば、本開示の技術は以下の形態として実現可能である。以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する上記の各実施形態中の技術的特徴は、本開示の技術の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の技術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おいて必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
本開示の技術は、上述の各実施形態や実施例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によって実現することができる。例えば、本開示の技術は以下の形態として実現可能である。以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する上記の各実施形態中の技術的特徴は、本開示の技術の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の技術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おいて必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【0106】
（１）第１の形態は、可塑化装置として提供される。この形態の可塑化装置は、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる。前記溝の側面は、凸部または凹部を含む凹凸面を有する。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の側面が有する凹凸面によって、溝内の材料にローターの回転力を伝達しやすくなるため、溝による材料の誘導を円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の側面が有する凹凸面によって、溝内の材料にローターの回転力を伝達しやすくなるため、溝による材料の誘導を円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
【0107】
（２）上記形態において、前記凹凸面は、前記ローターの回転軸に沿って形成された前記凹部および前記凸部が、前記回転方向に交互に繰り返される構造を有してよい。
この形態の可塑化装置によれば、溝の側面の凹凸構造に材料が係りやすくなる。
この形態の可塑化装置によれば、溝の側面の凹凸構造に材料が係りやすくなる。
【0108】
（３）上記形態において、前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、前記凹凸面の前記凹部または前記凸部の単位面積あたりの個数は、前記溝形成面の中心から前記外周端に近づくにつれて増加してよい。
この形態の可塑化装置によれば、溝の入口側ほど個数が多くなる凹部または凸部によって、スクロール溝への材料の流入を促進させることができる。
この形態の可塑化装置によれば、溝の入口側ほど個数が多くなる凹部または凸部によって、スクロール溝への材料の流入を促進させることができる。
【0109】
（４）上記形態において、前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、前記凹凸面の前記凹部または前記凸部の単位面積あたりの個数は、前記溝形成面の外周端から中心に近づくにつれて増加してよい。
この形態の可塑化装置によれば、中心に近づくほど凹部または凸部の個数が増えるため、可塑化が進んで流動性が高まった材料を、より円滑に連通孔の方へと送るすることができる。
この形態の可塑化装置によれば、中心に近づくほど凹部または凸部の個数が増えるため、可塑化が進んで流動性が高まった材料を、より円滑に連通孔の方へと送るすることができる。
【0110】
（５）第２の形態は、可塑化装置として提供される。この形態の可塑化装置は、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる。前記溝の側面における表面粗さＲａが２０μｍ以上である。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の側面の表面構造によって、溝内の材料にローターの回転力を伝達しやすくなるため、溝による材料の誘導を円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の側面の表面構造によって、溝内の材料にローターの回転力を伝達しやすくなるため、溝による材料の誘導を円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
【0111】
（６）上記形態の可塑化装置は、さらに、前記溝の底面に、凸部または凹部を含む凹凸面を有してよい。
この形態の可塑化装置によれば、溝の底面に凹凸面が追加されることによって、溝内の材料に、ローターの回転力をより一層伝えやすくなる。
この形態の可塑化装置によれば、溝の底面に凹凸面が追加されることによって、溝内の材料に、ローターの回転力をより一層伝えやすくなる。
【0112】
（７）第３の形態は、可塑化装置として提供される。この形態の可塑化装置は、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる。前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、前記溝形成面には、幅がｗの前記溝が、前記溝形成面の径方向にｎ条並んでおり、前記溝形成面の半径をｒとするとき、０．４３＜ｎ×ｗ／ｒ＜１．００が満たされる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の幅ｗの調整により、溝による材料の誘導を簡易に円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の幅ｗの調整により、溝による材料の誘導を簡易に円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
【0113】
（８）第４の形態は、可塑化装置として提供される。この形態の可塑化装置は、駆動モーターと、前記駆動モーターの回転によって回転し、回転方向に沿った溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔およびヒーターを有するバレルと、を備え、前記ローターの回転と前記ヒーターの加熱により前記溝と前記バレルとの間に供給された材料を可塑化して前記連通孔から流出させる。前記溝は、前記溝形成面の外周端から中心に向かって渦巻き状に形成されており、前記溝の深さは、前記溝形成面の外周端から中心に近づくにつれて小さくなり、前記溝の前記溝形成面の外周端での深さをＤａとし、前記溝形成面の中心での前記溝の深さをＤｂとするとき、Ｄａ／Ｄｂ＞６．８２が満たされる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の深さの調整により、溝による材料の誘導を簡易に円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
この形態の可塑化装置によれば、ローターの溝の深さの調整により、溝による材料の誘導を簡易に円滑化することができ、材料の可塑化を安定しておこなうことができる。
【0114】
本開示の技術は、可塑化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、可塑化装置において用いられるローターや、当該ローターにおける流路構造、可塑化装置を備える三次元造形装置、可塑化装置を備える射出成形装置などの形態で実現することができる。
【符号の説明】
【0115】
１０Ａ…可塑化装置、１０Ｂ…可塑化装置、１０Ｃ…可塑化装置、１０Ｄ…可塑化装置、１０Ｅ…可塑化装置、１０Ｆ…可塑化装置、１０Ｇ…可塑化装置、１０Ｈ…可塑化装置、１０Ｉ…可塑化装置、１０Ｊ…可塑化装置、１０Ｋ…可塑化装置、２０…供給部、２１…材料供給源、２２…接続管路、３０…生成部、３１…ケース、３８…駆動モーター、４０Ａ…フラットスクリュー、４０Ｂ…フラットスクリュー、４０Ｃ…フラットスクリュー、４０Ｄ…フラットスクリュー、４０Ｅ…フラットスクリュー、４０Ｆ…フラットスクリュー、４０Ｇ…フラットスクリュー、４０Ｈ…フラットスクリュー、４０Ｉ…フラットスクリュー、４０Ｊ…フラットスクリュー、４０Ｋ…フラットスクリュー、４１…外周側面、４２…溝、４２ｓ…側面、４３…凸条部、４４…材料導入部、４５…底面、４６…中央部、４７…上面、４８…溝形成面、５０…スクリュー対面部、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…吐出口、６５…流路、７０Ａ…凹凸構造、７０Ｂ…凹凸構造、７０Ｃ…凹凸構造、７０Ｄ…凹凸構造、７０Ｅ…凹凸構造、７０Ｆ…凹凸構造、７０Ｇ…凹凸構造、７１…凹部、７２…凹部、７３…凸部、７４…凸部、７７ａ…凹部、７７ｂ…凸部、７８…表面構造、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１１０…テーブル、１１１…面、１３０…移動機構、１５０…吐出装置、１５１…吐出量調整部、１５２…シリンダー、１５３…プランジャー、１５４…プランジャー駆動部、２００…射出成形機、２１０…射出制御機構、２１１…射出シリンダー、２１２…プランジャー、２１３…プランジャー駆動部、２２０…ノズル、２３０…金型部、２３１…可動金型、２３２…固定金型、２４０…型締装置、２４１…金型駆動部、Ｃｖ…キャビティ、ＦＳ…フラットスクリューのサンプル、Ｍ…モーター、ＭＬ…材料層、ＭＬｔ…予定部位、ＭＭ…造形材料、ＭＲ…材料、ＰＡ１…領域、ＰＡ２…領域、ＲＸ…回転軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図16】