塑化装置、三维造型装置以及注射成型装置的制作方法

1.本发明涉及塑化装置、三维造型装置以及注射成型装置。


背景技术：

2.已知有一种注射成型装置，将通过塑化装置而塑化后的材料朝向成型模具的模腔喷出而使其固化，由此成型出成型品。
3.例如，在专利文献1中记载了一种具备塑化送出装置的注射成型装置，所述塑化送出装置具有：料筒，材料流入通路在一端面上开口；转子，具有相对于料筒的一端面滑动接触的端面；以及螺旋槽，形成于转子的端面。
4.专利文献1：日本特开2010－241016号公报
5.在上述那样的塑化装置中，在向转子供给材料的供给口附近处材料堵塞，材料不能被供给至转子，有时无法进行稳定的塑化。


技术实现要素：

6.本发明所涉及的塑化装置的一方式为，包括：
7.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
8.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成塑化材料，该壳体收纳所述螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
9.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
10.材料传感器，具有经由所述供给口向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
11.控制部，控制所述材料贮存部，
12.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
13.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。
14.本发明所涉及的三维造型装置的一方式为，包括：
15.塑化装置，将材料塑化而生成塑化材料；以及
16.喷嘴，将从所述塑化装置供给的所述塑化材料朝向工作台喷出，
17.所述塑化装置包括：
18.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
19.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成所述塑化材料，该壳体收纳所述螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
20.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
21.材料传感器，具有经由所述供给口朝向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
22.控制部，控制所述材料贮存部，
23.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
24.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。
25.本发明所涉及的注射成型装置的一方式为，包括：
26.塑化装置，将材料塑化而生成塑化材料；以及
27.喷嘴，将从所述塑化装置供给的所述塑化材料朝向成型模具注射，
28.所述塑化装置包括：
29.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
30.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成所述塑化材料，该壳体收纳所述螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
31.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
32.材料传感器，具有经由所述供给口朝向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
33.控制部，控制所述材料贮存部，
34.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
35.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。
附图说明
36.图1是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的剖视图。
37.图2是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的剖视图。
38.图3是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的螺杆的立体图。
39.图4是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的螺杆的仰视图。
40.图5是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的料筒的俯视图。
41.图6是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的剖视图。
42.图7是用于说明本实施方式所涉及的三维造型装置的控制部的处理的流程图。
43.图8是用于说明本实施方式所涉及的三维造型装置的造型层形成处理的剖视图。
44.图9是示意性地表示本实施方式所涉及的注射成型装置的剖视图。
45.附图标记说明
46.2：材料；10：造型单元；12：塑化装置；14：喷嘴；16：喷嘴流路；20：工作台；22：堆积面；30：移动机构；32：电机；100：三维造型装置；110：材料贮存部；112：料斗；114：材料供给机构；115：导向壳；115a：材料入口；115b：投入口；116：材料切出板；117：切出板驱动部；120：连接管；122：连接路径；124：窗部；130：塑化部；132：螺杆壳体；132a：供给口；132b：传感器插入部；134：驱动电机；136：轴；140：螺杆；141：上表面；142：槽形成面；143：侧面；144：第一槽；145：中央部；146：连接部；147：材料导入部；147a：导入口；147b：端；150：料筒；152：对置面；154：第二槽；156：连通孔；158：外周；160：加热部；170：压力传感器；172：材料传感
器；174：发光部；176：受光部；180：检测位置变更部；190：控制部；900：注射成型装置；910：注射机构；912：气缸；914：柱塞；916：柱塞驱动部；920：模具部；922：成型模具；924：模腔；926：可动模具；928：固定模具；930：合模部；932：模具驱动部；934：滚珠丝杠部。
具体实施方式
47.以下，使用附图来详细说明本发明的优选的实施方式。此外，以下说明的实施方式并非对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。另外，以下说明的全部构成不一定是本发明的必需构成要件。
48.1.三维造型装置
49.1.1.整体的构成
50.首先，参照附图对本实施方式所涉及的三维造型装置进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置100的剖视图。此外，在图1中，作为相互正交的三轴，示出了x轴、y轴以及z轴。x轴方向和y轴方向例如是水平方向。z轴方向例如是铅垂方向。
51.如图1所示，三维造型装置100例如包括造型单元10、工作台20以及移动机构30。
52.三维造型装置100一边从造型单元10的喷嘴14向工作台20喷出塑化后的塑化材料，一边驱动移动机构30使喷嘴14与工作台20的相对位置变化。由此，三维造型装置100在工作台20上造型出所需形状的三维造型物。对于造型单元10的详细构成将后述。
53.工作台20通过移动机构30而移动。在工作台20的堆积面22上堆积从喷嘴14喷出的塑化材料而形成三维造型物。塑化材料可以直接堆积于工作台20的堆积面22，也可以隔着设置于工作台20上的未图示的试料盘而堆积于堆积面22。
54.移动机构30使造型单元10与工作台20的相对位置变化。在图示的例子中，移动机构30使工作台20相对于造型单元10移动。移动机构30例如由通过三个电机32的驱动力使工作台20在x轴方向、y轴方向和z轴方向上移动的三轴定位器构成。电机32由控制部190控制。
55.此外，虽未图示，但移动机构30也可以是不使工作台20移动而使造型单元10移动的构成。或者，移动机构30也可以是使造型单元10和工作台20中的一方沿x轴方向和y轴方向移动、使另一方沿z轴方向移动的构成。
56.1.2.造型单元
57.造型单元10包括塑化装置12和喷嘴14。塑化装置12例如包括材料贮存部110、连接管120、塑化部130、压力传感器170、材料传感器172、检测位置变更部180以及控制部190。
58.材料贮存部110贮存向塑化部130供给的材料2。材料2的形状例如为颗粒状。对于材料2的种类将后述。材料贮存部110例如由未图示的支承部件支承。材料贮存部110例如具有料斗112和材料供给机构114。料斗112能够贮存材料2。
59.材料供给机构114与料斗112连接。材料供给机构114设置于料斗112的下方。材料供给机构114将材料2供给至连接管120的连接路径122。材料供给机构114例如具有导向壳115、材料切出板116以及切出板驱动部117。
60.导向壳115的内部为空洞。导向壳115具有设置于料斗112侧的材料入口115a和设置于连接管120侧的投入口115b。通过材料入口115a，导向壳115的内部与料斗112的内部能够连通。通过投入口115b，导向壳115的内部与连接路径122能够连通。
61.材料切出板116设置于导向壳115的内部。在材料切出板116设置有开口部116a。开
口部116a贯通材料切出板116。开口部116a与材料入口115a连通。因此，料斗112的内部的材料2通过材料入口115a被供给到开口部116a。
62.材料切出板116通过切出板驱动部117在导向壳115的内部沿x轴方向滑动而往复移动。在图示的例子中，开口部116a与投入口115b连通。因此，开口部116a的材料2通过投入口115b被供给到连接路径122。
63.在此，图2是示意性地表示塑化装置12的剖视图。在图2所示的例子中，材料切出板116与图1所示的例子相比向+x轴方向进行了移动。在图2所示的例子中，从z轴方向观察，投入口115b与开口部116a不重叠。因此，开口部116a的材料2不会被供给至连接路径122。
64.切出板驱动部117使材料切出板116在x轴方向上移动。切出板驱动部117只要能够使材料切出板116在x轴方向上移动，则不作特别限定，例如构成为包括空气气缸。切出板驱动部117由控制部190控制。
65.如上所述，材料供给机构114通过切出板驱动部117而使材料切出板116移动，由此能够经由投入口115b向连接路径122供给规定量的材料2，或者停止材料2向连接路径122的供给。
66.如图1所示，连接管120将材料贮存部110和塑化部130连接。连接管120与材料供给机构114的导向壳115连接。在图示的例子中，连接管120的一部分设置于塑化部130的螺杆壳体132。连接管120的设置于螺杆壳体132的部分也可以与螺杆壳体132一体地形成。
67.连接管120具有连接路径122。连接路径122连接投入口115b和形成于螺杆壳体132的供给口132a。材料2从投入口115b进入到连接路径122，从供给口132a被供给到形成于螺杆140的第一槽144。
68.连接管120具有窗部124。窗部124由相对于由材料传感器172发出的光呈透明的透明材料构成。作为透明材料，例如可举出玻璃。
69.塑化部130例如具有螺杆壳体132、驱动电机134、螺杆140、料筒150以及加热部160。塑化部130将从连接管120供给的固体状态的材料2塑化，生成具有流动性的糊状的塑化材料，并供给至喷嘴14。
70.此外，塑化是包含熔融的概念，是从固体变化为具有流动性的状态的情况。具体而言，在为发生玻璃化转变的材料2的情况下，塑化为使材料2的温度成为玻璃化转变点温度以上。在为不发生玻璃化转变的材料2的情况下，塑化为使材料2的温度成为熔点以上。
71.螺杆壳体132是收纳螺杆140的框体。在螺杆壳体132的下表面设置有料筒150。在由螺杆壳体132和料筒150包围的空间中收纳有螺杆140。
72.在螺杆壳体132形成有供给口132a，该供给口132a用于向形成于螺杆140上的第一槽144供给材料2。供给口132a经由连接路径122与投入口115b连通。
73.在螺杆壳体132形成有例如供材料传感器172插入的传感器插入部132b。通过将材料传感器172插入传感器插入部132b，从而螺杆壳体132能够支承材料传感器172。
74.驱动电机134设置于螺杆壳体132的上表面。驱动电机134例如是伺服电机。驱动电机134的轴136与螺杆140的上表面141连接。驱动电机134使螺杆140旋转。驱动电机134由控制部190控制。此外，虽未图示，但也可以经由减速机将驱动电机134的轴136和螺杆140的上表面141连接。
75.螺杆140例如是具有旋转轴r方向的大小比与旋转轴r方向正交的方向的大小小的
大致圆柱形状的扁平螺杆。在图示的例子中，旋转轴r与z轴平行。通过驱动电机134产生的转矩，使螺杆140以旋转轴r为中心旋转。
76.螺杆140具有上表面141、上表面141的相反侧的槽形成面142、以及连接上表面141和槽形成面142的侧面143。在槽形成面142形成有第一槽144。侧面143例如与槽形成面142垂直。在此，图3是示意性地表示螺杆140的立体图。图4是示意性地表示螺杆140的仰视图。此外，为方便起见，在图3和图4中，示出了使上下的位置关系与图1所示的状态反向的状态。
77.如图3及图4所示，在螺杆140的槽形成面142形成有第一槽144。从z轴方向观察，第一槽144是螺旋状或旋涡状的槽。螺杆140以旋转轴r为中心，沿图4所示的箭头a方向旋转。如图3及图4所示，第一槽144例如具有中央部145、连接部146、以及材料导入部147。
78.第一槽144的中央部145与形成于料筒150的连通孔156对置。中央部145与连通孔156连通。中央部145是从z轴方向观察时包括螺杆140的中心c的部分。从z轴方向观察，螺杆140的旋转轴r的位置与螺杆140的中心c的位置一致。
79.第一槽144的连接部146连接中央部145和材料导入部147。在图示的例子中，连接部146从中央部145朝向材料导入部147形成为涡状。
80.从形成于螺杆壳体132的供给口132a向第一槽144的材料导入部147供给材料2。材料导入部147具有形成在螺杆140的侧面143的导入口147a。如图4所示，从z轴方向观察，假想线段l是连结导入口147a的旋转方向上的端147b和螺杆140的中心c的线段。材料导入部147是侧面143通过导入口147a敞开的部分，从z轴方向观察，材料导入部147是与假想线段l相比第一槽144中的材料2的路径上的上游侧的部分。在图4所示的例子中，材料导入部147是用斜线示出的部分。导入到材料导入部147的材料2通过连接部146和中央部145而被运送至形成于料筒150的连通孔156。
81.此外，第一槽144的数量不作特别限定。在图示的例子中，第一槽144仅形成有一个，但也可以形成有两个，也可以形成有三个以上。
82.如图1所示，料筒150设置于螺杆140的下方。料筒150具有与螺杆140的槽形成面142对置的对置面152。在对置面152的中心形成有与第一槽144连通的连通孔156。在此，图5是示意性地表示料筒150的俯视图。
83.如图5所示，在料筒150的对置面152形成有第二槽154和连通孔156。第二槽154形成有多个。在图示的例子中，形成有六个第二槽154，但其数量不作特别限定。从z轴方向观察时，多个第二槽154形成于连通孔156的周围。第二槽154的一端与连通孔156连接，从连通孔156朝向料筒150的外周158以旋涡状延伸。第二槽154具有将塑化材料引导至连通孔156的功能。塑化材料流入连通孔156。
84.此外，第二槽154的形状不作特别限定，例如也可以是直线状。另外，第二槽154的一端也可以不与连通孔156连接。而且，在对置面152也可以不形成第二槽154。但是，考虑到向连通孔156高效地引导塑化材料这点，优选在对置面152形成有第二槽154。
85.如图1所示，加热部160设于料筒150。加热部160例如由棒式加热器构成。加热部160对供给至螺杆140与料筒150之间的材料2进行加热。加热部160由控制部190控制。塑化部130通过螺杆140、料筒150以及加热部160而将材料2一边朝向连通孔156运送一边加热，从而生成塑化材料，使生成的塑化材料从连通孔156流出。
86.喷嘴14设置在料筒150的下方。喷嘴14将从塑化部130供给的塑化材料朝向工作台
20喷出。在喷嘴14形成有喷嘴流路16。喷嘴流路16与连通孔156连通。从连通孔156供给的塑化材料通过喷嘴流路16而喷出。
87.压力传感器170设置于连通孔156。压力传感器170检测连通孔156的压力。
88.材料传感器172例如设置于螺杆壳体132。在图示的例子中，材料传感器172设置在形成于螺杆壳体132的传感器插入部132b。材料传感器172具有发光部174和受光部176。
89.材料传感器172的发光部174经由形成于螺杆壳体132的供给口132a朝向螺杆140发出光。由发光部174发出的光通过连接管120的窗部124。发光部174例如由半导体激光器、led(light emitting diode，发光二极管)构成。
90.材料传感器172的受光部176接收由发光部174发出的光的反射光。该反射光通过窗部124。例如在材料导入部147被材料2充满的情况下，受光部176接收被材料2反射的反射光，该反射光是由发光部174发出的光。在材料导入部147不存在材料2的情况下，受光部176接收被规定材料导入部147的螺杆140反射的反射光，该反射光是由发光部174发出的光。受光部176例如由pd(photodiode，光电二极管)构成。
91.材料传感器172例如是基于直至由发光部174发出的光被受光部176接收到为止的光的飞行时间来检测材料2的剩余量的tof(time of flight：飞行时间)传感器。如果材料2的剩余量多，则光的飞行时间变短。
92.检测位置变更部180例如与材料传感器172连接。检测位置变更部180变更材料传感器172的检测位置。在材料2不包含弹性体的情况下，如图1所示，检测位置变更部180使材料传感器172位于可以检测连接路径122中的材料2的剩余量的位置。另一方面，在材料2包含弹性体的情况下，如图6所示，检测位置变更部180使材料传感器172位于可以检测第一槽144的材料导入部147中的材料2的剩余量的位置。作为弹性体，例如可举出苯乙烯类热塑性弹性体(tps)、聚氨酯类热塑性弹性体(tpu)。
93.检测位置变更部180使材料传感器172移动，以便准确地进行连接路径122中的材料2的剩余量的检测和材料导入部147中的材料2的剩余量的检测。在图6所示的例子中，与图1所示的例子相比，材料传感器172移动到了靠近材料导入部147的位置。在图1所示的例子中，供给口132a被材料2充满，由于位于连接路径122的材料2而是从发光部174不能看到材料导入部147的状态。在图6所示的例子中，供给口132a未被材料2充满，是从发光部174可以看到材料导入部147的状态。检测位置变更部180例如由滑轮等构成。
94.此外，如上所述，检测位置变更部180可以通过使材料传感器172的位置移动来变更材料传感器172的检测位置，也可以通过不变更材料传感器172的位置而变更由发光部174发出的光的光路来变更材料传感器172的检测位置。在变更光路的情况下，检测位置变更部180可以构成为包括：反射镜，使由发光部174发出的光反射；以及反射镜变更机构，使该反射镜的角度、位置变更。
95.控制部190例如由具有处理器、主存储装置、进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。控制部190例如通过处理器执行读入到主存储装置中的程序，从而发挥各种功能。具体而言，控制部190控制电机32、材料贮存部110的材料供给机构114、驱动电机134、加热部160以及检测位置变更部180。此外，控制部190也可以不由计算机而由多个电路的组合构成。
96.1.3.控制部的处理
97.图7是用于说明控制部190的处理的流程图。
98.用户例如操作未图示的操作部而向控制部190输出用于开始处理的处理开始信号。操作部例如由鼠标、键盘、触摸面板等构成。控制部190当接收到处理开始信号时开始处理。以下，对各处理进行说明。
99.1.3.1.造型数据获取处理
100.首先，如图7所示，作为步骤s1，控制部190进行获取用于对三维造型物进行造型的造型数据的造型数据获取处理。
101.造型数据包括关于在材料贮存部110中贮存的材料2的种类、喷嘴14相对于工作台20的移动路径、以及从喷嘴14喷出的塑化材料的量等的信息。
102.造型数据例如通过使安装于与三维造型装置100连接的计算机中的切片软件(slicer soft)读入形状数据而制作。形状数据是使用三维cad(computer aided design，计算机辅助设计)软件、三维cg(computer graphics，计算机绘图)软件等而制作的表示三维造型物的目标形状的数据。作为形状数据，例如使用stl(standard triangulated language，标准三角语言)形式、amf(additive manufacturing file format，增材制造文件格式)等的数据。切片软件将三维造型物的目标形状分割为规定厚度的层，按每个层生成造型数据。造型数据通过g码、m码等来表示。控制部190从与三维造型装置100连接的计算机、usb(universal serial bus，通用串行总线)存储器等记录介质获取造型数据。
103.1.3.2.造型层形成处理
104.接着，作为步骤s2，控制部190进行在工作台20上形成造型层的造型层形成处理。
105.在造型层形成处理中，在由材料传感器172检测出的材料2的剩余量小于基准值的情况下，控制部190控制材料供给机构114而使其将材料2供给到连接路径122。
106.具体而言，首先，控制部190从造型数据中获取材料2的剩余量的基准值的信息、以及贮存于材料贮存部110中的材料2的种类的信息。接着，控制部190基于获取的材料2的种类的信息判定材料2是否包含弹性体。在判定为材料2不包含弹性体的情况下，控制部190控制检测位置变更部180，从而如图1所示，使材料传感器172移动到材料传感器172可以检测连接路径122中的材料2的剩余量的位置。然后，材料传感器172检测连接路径122中的材料2的剩余量。控制部190在判定为连接路径122中的材料2的剩余量小于基准值的情况下，控制材料供给机构114而使其向连接路径122供给材料2。更具体而言，控制部190使材料供给机构114的切出板驱动部117进行驱动而使材料切出板116移动以使投入口115b和开口部116a连通，向连接路径122供给材料2。控制部190在判定为连接路径122中的材料2的剩余量为基准值以上的情况下，使材料切出板116配置于投入口115b和开口部116a不连通的位置，不供给材料2。在材料2不包含弹性体的情况下，基准值例如是比零大的值。
107.另一方面，在判定为材料2包含弹性体的情况下，控制部190控制检测位置变更部180，从而如图6所示，使材料传感器172移动到材料传感器172可以检测材料导入部147中的材料2的剩余量的位置。然后，材料传感器172检测材料导入部147中的材料2的剩余量。例如，控制部190在判定为材料导入部147中的材料2的剩余量为零的情况下，对材料供给机构114进行控制而使其向材料导入部147供给材料2。在判定为材料导入部147中的材料2的剩余量不为零的情况下，控制部190不使材料供给机构114供给材料2。在这种情况下，为了防止从喷嘴14喷出的塑化材料被无意地中断的情况，控制部190也可以提高螺杆140的转速。
108.在造型层形成处理中，控制部190将供给至螺杆140与料筒150之间的材料2塑化而生成塑化材料，使塑化材料从连通孔156流出。控制部190持续生成塑化材料直至造型层形成处理结束为止。在此，图8是用于说明造型层形成处理的剖视图。
109.如图8所示，控制部190基于所获取的造型数据控制移动机构30，从而一边使喷嘴14与工作台20的堆积面22的相对位置变化，一边使塑化材料从喷嘴14朝向堆积面22喷出。由此，形成例如构成三维造型物ob的多个造型层中的第一层。
110.在造型层形成处理中，控制部190基于压力传感器170的检测值控制螺杆140的转速。具体而言，控制部190控制螺杆140的转速，以使得压力传感器170的检测值为规定值。在压力传感器170的检测值大于规定值的情况下，控制部190降低螺杆140的转速，以使得压力传感器170的检测值为规定值。在压力传感器170的检测值比规定值小的情况下，控制部190提高螺杆140的转速，以使得压力传感器170的检测值为规定值。控制部190控制螺杆140的转速直至造型层形成处理结束为止。
111.如上所述，控制部190一边控制螺杆140的转速以使得压力传感器170的检测值为规定值，一边基于螺杆140的转速计算出螺杆140在规定时刻时的相位。然后，控制部190基于计算出的螺杆140的相位而校正由材料传感器172检测出的材料2的剩余量。如果将螺杆140的转速设为f，则螺杆140在规定时刻时的相位θ
(t)
由下述式(1)表示：
112.θ
(t+δt)
＝θ
(t)
+2πfδt
····
(1)
113.1.3.3.判定处理
114.接着，如图7所示，作为步骤s3，控制部190进行基于获取的造型数据来判定是否形成了三维造型物ob的所有的造型层而造型完成的处理。
115.在未判定为三维造型物ob的造型已完成的情况下(在步骤s3中为“否”)，控制部190返回至步骤s2的造型层形成处理，形成例如三维造型物ob的剩余的造型层。另一方面，在判定为三维造型物ob的造型已完成的情况下(在步骤s3中为“是”)，控制部190结束处理。控制部190反复进行步骤s2和步骤s3的处理，直至在步骤s3中判定为三维造型物ob的造型已完成为止。
116.1.4.作用效果
117.塑化装置12包括：材料贮存部110，具有投入口115b，并贮存材料2；以及塑化部130，具有螺杆140和螺杆壳体132，将材料2塑化而生成塑化材料，该螺杆壳体132收纳螺杆140且形成有与投入口115b连通的供给口132a。而且，塑化装置12还包括：连接管120，具有连接路径122，该连接路径122连接投入口115b与供给口132a；材料传感器172，具有经由供给口132a朝向螺杆140发光的发光部174和接收光的反射光的受光部176，并检测材料2的剩余量；以及控制部190，控制材料贮存部110。材料贮存部110具有向连接路径122供给材料2的材料供给机构114，在由材料传感器172检测出的材料2的剩余量小于基准值的情况下，控制部190控制材料供给机构114而使其向连接路径122供给材料2。
118.因此，在塑化装置12中，与例如在造型层形成处理中始终向连接路径供给材料的情况相比，能够减小材料2堵塞的可能性。由此，能够稳定地将材料2塑化。
119.在塑化装置12中，螺杆140是具有形成有螺旋状的第一槽144的槽形成面142的扁平螺杆。塑化部130具有：驱动电机134，使扁平螺杆旋转；以及料筒150，具有与槽形成面142对置的对置面152，并形成有供塑化材料流入的连通孔156。在扁平螺杆的侧面143形成有向
第一槽144导入材料2的材料导入部147，材料传感器172检测材料导入部147中的材料2的剩余量。因此，在塑化装置12中，能够减小在材料导入部147中材料2堵塞的可能性。
120.此外，螺杆140不限定于扁平螺杆。虽未图示，但螺杆140也可以是同轴螺杆。
121.在塑化装置12中，控制部190在判定为材料导入部147中的材料2的剩余量为零的情况下，控制材料供给机构114而使其供给材料2。因此，在塑化装置12中，能够使在材料导入部147中材料2堵塞的可能性更小。
122.在塑化装置12中，包括变更材料传感器172的检测位置的检测位置变更部180，控制部190控制检测位置变更部180，在材料2包含弹性体的情况下，材料传感器172检测材料导入部147中的材料2的剩余量，在材料2不包含弹性体的情况下，材料传感器172检测连接路径122中的材料2的剩余量。
123.在此，弹性体与不是弹性体的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)树脂等相比是弹性和伸缩性高且轻的树脂。由于弹性体具有这样的特性，因此，当在未被塑化的状态下在材料导入部存在弹性体时，由于螺杆和螺杆壳体的剪切所导致的剪切破坏、与螺杆壳体的摩擦，容易产生材料渣。当产生材料渣时，材料渣桥接而发生堵塞。
124.针对上述那样的问题，在塑化装置12中，在材料2包含弹性体的情况下，材料传感器172检测材料导入部147中的材料2的剩余量，因此使在未被塑化的状态下存在于材料导入部147的弹性体的量减少。由此，能够抑制材料渣的产生，能够减小发生堵塞的可能性。另一方面，在材料2不包含弹性体的情况下，与包含弹性体的情况相比，难以产生材料渣，因此，材料传感器172通过检测连接路径122中的材料2的剩余量，能够不使材料2向材料导入部147的供给中断。
125.在塑化装置12中，包括检测连通孔156的压力的压力传感器170，控制部190基于压力传感器170的检测值控制扁平螺杆的转速。因此，在塑化装置12中，例如，即使材料2向第一槽144的供给量减少了，通过提高扁平螺杆的转速，也能够减小通过连通孔156的塑化材料的变化量。
126.在塑化装置12中，控制部190基于螺杆140的转速而计算出螺杆140在规定时刻时的相位，并基于计算出的螺杆140的相位来校正由材料传感器172检测的材料2的剩余量。由材料传感器172检测出的材料2的剩余量会根据螺杆140的转速而变动。针对这样的问题，在塑化装置12中，基于螺杆140的相位来校正由材料传感器172检测出的材料2的剩余量，因此能够获取更准确的剩余量。
127.在塑化装置12中，连接管120具有由透明材料构成的窗部124，由发光部174发出的光和该光的反射光通过窗部124。因此，在塑化装置12中，能够在连接管120的外侧设置材料传感器172。
128.1.5.材料
129.作为在材料贮存部110中贮存的材料2，能够举出将具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料作为主材料的材料。在此，“主材料”是指成为制作造型物的形状的中心的材料，是指在造型物中占50质量％以上的含有率的材料。在上述的材料中，包括将这些主材料以单体熔融而成的材料、与主材料一起含有的部分成分熔融而成为糊状的材料。
130.作为具有热塑性的材料，例如可以使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如可列举abs树脂、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚缩醛(pom)、聚氯乙烯(pvc)、聚酰胺(pa)、聚乳酸
(pla)、聚苯硫醚(pps)、聚碳酸酯(pc)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工业塑料，聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮(peek)等工业塑料。
131.在具有热塑性的材料中，可以混入有颜料、金属、陶瓷，除此之外，还可以混入有蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。具有热塑性的材料在塑化部130中通过螺杆140的旋转和加热部160的加热而被塑化，从而转化为熔融的状态。另外，这样生成的塑化材料在从喷嘴14被射出了之后，通过温度的下降而硬化。具有热塑性的材料优选被加热到其玻璃化转变点以上而以完全熔融了的状态从喷嘴14射出。
132.在塑化部130中，例如也可以将金属材料用作主材料，来代替上述的具有热塑性的材料。在该情况下，优选在使金属材料成为粉末状的粉末材料中混合有在塑化材料的生成时熔融的成分，并投入到塑化部130。
133.作为金属材料，例如可列举镁(mg)、铁(fe)、钴(co)、铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)等单一的金属，或者包含一种以上这些金属的合金，或马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。
134.在塑化部130中，能够将陶瓷材料用作主材料，来代替上述的金属材料。作为陶瓷材料，例如可列举二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷、氮化铝等非氧化物陶瓷等。
135.在材料贮存部110中贮存的金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末、合金的粉末、陶瓷材料的粉末中的多种混合而成的混合材料。另外，金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以被例如上述的热塑性树脂或者除上述的热塑性树脂以外的热塑性树脂涂布。在该情况下，在塑化部130中，也可以使该热塑性树脂熔融而表现出流动性。
136.在材料贮存部110中贮存的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中，例如也能够添加溶剂。作为溶剂，例如可列举：水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类；甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基乙酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜类溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶类溶剂；四烷基乙酸铵(例如四丁基乙酸铵等)；二乙二醇丁醚乙酸酯等离子液体等。
137.除此以外，在材料贮存部110中贮存的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中，还可以添加有例如粘合剂。作为粘合剂，例如可列举丙烯酸类树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素类树脂或其他的合成树脂或pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)、peek(聚醚醚酮)、或者其他的热塑性树脂。
138.2.注射成型装置
139.接着，一边参照附图一边对本实施方式所涉及的注射成型装置进行说明。图9是示意性地表示本实施方式所涉及的注射成型装置900的剖视图。
140.如图9所示，注射成型装置900例如包括上述的塑化装置12。注射成型装置900例如还包括喷嘴14、注射机构910、模具部920以及合模部930。
141.塑化装置12将被供给到螺杆140的第一槽144的材料2塑化，生成具有流动性的糊状的塑化材料并从连通孔156向注射机构910引导。
142.注射机构910例如具有气缸912、柱塞914以及柱塞驱动部916。气缸912为连接于连通孔156的大致圆筒状的部件。柱塞914在气缸912的内部移动。柱塞914被由电机、齿轮等构成的柱塞驱动部916驱动。柱塞驱动部916由控制部190控制。
143.注射机构910通过使柱塞914在气缸912内滑动，从而执行计量操作和注射操作。计量操作是指：通过使柱塞914向远离连通孔156的方向移动而将位于连通孔156的塑化材料引导至气缸912内，并在气缸912内进行计量的操作。注射操作是指：通过使柱塞914向接近连通孔156的方向移动而将气缸912内的塑化材料经由喷嘴14注射至模具部920的操作。
144.喷嘴14将从塑化装置12供给的塑化材料朝向模具部920的成型模具922注射。具体而言，通过执行上述的计量操作和注射操作，在气缸912内计量出的塑化材料从注射机构910经由连通孔156输送至喷嘴14。然后，塑化材料从喷嘴14向模具部920注射。
145.模具部920具有成型模具922。成型模具922是金属模具。成型模具922具有彼此对置的可动模具926和固定模具928，在可动模具926与固定模具928之间具有模腔924。塑化材料从喷嘴14被注射至成型模具922的模腔924。模腔924是相当于成型品的形状的空间。流入到模腔924的塑化材料被冷却而固化。由此，生成成型品。可动模具926和固定模具928的材质为金属。此外，可动模具926和固定模具928的材质也可以是陶瓷、树脂。
146.合模部930例如具有模具驱动部932和滚珠丝杠部934。模具驱动部932例如由电机、齿轮等构成。模具驱动部932经由滚珠丝杠部934与可动模具926连接。模具驱动部932的驱动由控制部190控制。滚珠丝杠部934将由模驱动部932的驱动产生的动力传递到可动模具926。合模部930通过模具驱动部932和滚珠丝杠部934来使可动模具926移动，由此进行模具部920的开闭。
147.上述的实施方式以及变形例只是一个例子，并不限定于这些。例如，也能够将各实施方式以及各变形例适当组合。
148.本发明包括与在实施方式中说明的构成实质上相同的构成，例如功能、方法及结果相同的构成、或者目的及效果相同的构成。另外，本发明包括将在实施方式中说明的构成的非本质性部分替换后的构成。另外，本发明包括起到与在实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或能够达成相同的目的的构成。另外，本发明包括在实施方式中说明的构成上附加了公知技术的构成。
149.从上述的实施方式以及变形例可导出以下的内容。
150.塑化装置的一个方式为，包括：
151.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
152.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成塑化材料，该壳体收纳所述螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
153.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
154.材料传感器，具有经由所述供给口向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
155.控制部，控制所述材料贮存部，
156.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
157.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制
部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。
158.根据该塑化装置，能够稳定地将材料塑化。
159.在塑化装置的一方式中，也可以是，
160.所述螺杆是具有形成有螺旋状的槽的槽形成面的扁平螺杆，
161.所述塑化部具有：
162.电机，使所述扁平螺杆旋转；以及
163.料筒，具有与所述槽形成面对置的对置面，且形成有供所述塑化材料流入的连通孔，
164.在所述扁平螺杆的侧面形成有将所述材料导入所述槽的材料导入部，
165.所述材料传感器检测所述材料导入部中的所述材料的剩余量。
166.根据该塑化装置，能够减小在材料导入部中材料堵塞的可能性。
167.在塑化装置的一方式中，也可以是，在判定为所述材料导入部中的所述材料的剩余量为零的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其供给所述材料。
168.根据该塑化装置，能够进一步减小在材料导入部中材料堵塞的可能性。
169.在塑化装置的一方式中，也可以是，
170.包括检测位置变更部，该检测位置变更部变更所述材料传感器的检测位置，
171.所述控制部控制所述检测位置变更部，在所述材料包含弹性体的情况下，所述材料传感器检测所述材料导入部中的所述材料的剩余量，在所述材料不包含弹性体的情况下，所述材料传感器检测所述连接路径中的所述材料的剩余量。
172.根据该塑化装置，在材料包含弹性体的情况下，能够抑制材料渣的产生，在材料不包含弹性体的情况下，能够不使材料向材料导入部的供给中断。
173.在塑化装置的一方式中，也可以是，
174.包括压力传感器，该压力传感器检测所述连通孔的压力，
175.所述控制部基于所述压力传感器的检测值控制所述扁平螺杆的转速。
176.根据该塑化装置，能够减小通过连通孔的塑化材料的变化量。
177.在塑化装置的一方式中，也可以是，
178.所述控制部基于所述螺杆的转速算出所述螺杆在规定时刻时的相位，并基于算出的所述螺杆的相位对由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量进行校正。
179.根据该塑化装置，能够获取更准确的剩余量。
180.在塑化装置的一方式中，可以是，
181.所述连接管具有由透明材料构成的窗部，
182.所述光和所述光的反射光通过所述窗部。
183.根据该塑化装置，能够在连接管的外侧设置材料传感器。
184.三维造型装置的一个方式为，包括：
185.塑化装置，将材料塑化而生成塑化材料；以及
186.喷嘴，将从所述塑化装置供给的所述塑化材料朝向工作台喷出，
187.所述塑化装置包括：
188.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
189.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成所述塑化材料，该壳体收纳所述
螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
190.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
191.材料传感器，具有经由所述供给口朝向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
192.控制部，控制所述材料贮存部，
193.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
194.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。
195.注射成型装置的一个方式为，包括：
196.塑化装置，将材料塑化而生成塑化材料；以及
197.喷嘴，将从所述塑化装置供给的所述塑化材料朝向成型模具注射，
198.所述塑化装置包括：
199.材料贮存部，具有投入口，贮存材料；
200.塑化部，具有螺杆和壳体，将所述材料塑化而生成所述塑化材料，该壳体收纳所述螺杆且形成有与所述投入口连通的供给口；
201.连接管，具有连接路径，该连接路径连接所述投入口与所述供给口；
202.材料传感器，具有经由所述供给口朝向所述螺杆发光的发光部和接收所述光的反射光的受光部，并检测所述材料的剩余量；以及
203.控制部，控制所述材料贮存部，
204.所述材料贮存部具有材料供给机构，该材料供给机构向所述连接路径供给所述材料，
205.在由所述材料传感器检测出的所述材料的剩余量小于基准值的情况下，所述控制部控制所述材料供给机构而使其向所述连接路径供给所述材料。