JP7021458B2 - 三次元造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性の材料を用いた三次元造形技術に関するものである。

特許文献１には、溶融樹脂を用いた押出堆積積層造形装置が記載されている。この装置は、ワイヤ状の熱可塑性材料を予熱器で溶融し、溶融した材料を長尺スクリューの回転を用いて押出ノズルから押し出すことによって三次元物体を製造する。また、押し出しによって製造される三次元物体は隙間が多く充填度が低いので、硬化した材料に溶剤を供給して硬化した材料を溶解させることによって、三次元物体の隙間を減少させている。

特開２００６－１９２７１０号公報

上述した従来技術では、長尺スクリュー状の回転を用いて溶融した材料を押し出しているので、装置全体の高さがかなり大きくなってしまい、小型化ができないという問題があった。また、ノズルから押し出した材料は隙間が多いので造形精度が低く、造形精度を高めるためには溶剤を用いる必要があるという問題があった。このように、三次元造形技術に関しては、装置の小型化や、三次元造形物の造形精度の向上が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態（aspect）として実現することが可能である。
本発明の一形態は、熱可塑性材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形装置であって、駆動モーターと、前記熱可塑性材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部と、前記溶融材料を射出するノズルと、を備える。前記可塑化部は、螺旋状のスクロール溝が形成されたスクロール溝形成面を有し、前記駆動モーターの回転軸を中心に回転するフラットスクリューと、前記スクロール溝形成面に対向するスクリュー対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたスクリュー対面部と、を有し、前記フラットスクリューの前記回転軸に沿った高さが、前記スクロール溝形成面の直径よりも小さく、前記スクロール溝の深さは、前記スクロール溝形成面の中心に向かっていくに従って浅くなる。

（１）本発明の第１の形態によれば、熱可塑性の材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、駆動モーターと；前記駆動モーターにより回転するフラットスクリューを有し、前記フラットスクリューの回転により前記材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部と；前記溶融材料を射出するノズルと；を備える。
この三次元造形装置によれば、フラットスクリューを有する可塑化部で材料の可塑化を行うので、装置の高さを小さくすることができ、装置全体を小型化することが可能である。

（２）上記三次元造形装置において、前記ノズルのノズル孔の横断面形状は、前記ノズル孔から射出される前記溶融材料の横断面が円形よりも多角形に近い形状となるように形成されているものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、ノズル孔から射出される溶融材料の横断面が円形よりも多角形に近い形状となるので、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を小さくすることができる。この結果、三次元造形物の面粗さが小さくなるので、造形精度を向上させることが可能である。

（３）上記三次元造形装置において、前記ノズル孔の横断面形状は、略四角形であるものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、堆積される線状の溶融材料同士の隙間が更に小さくなるので、三次元造形物の面粗さが更に小さくなり、造形精度を更に向上させることが可能である。

（４）上記三次元造形装置において、前記ノズルは、前記ノズル孔を複数有するものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、ノズルから射出される溶融材料の形状を、複数のノズル孔の配列によって調整できる。従って、面粗さの低減や、三次元造形物の意匠の向上などを実現可能である。

（５）上記三次元造形装置において、前記複数のノズル孔は、行列状に配列されているものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、複数のノズル孔が行列状に配列されているので、ノズルから射出される溶融材料全体の横断面形状を四角形に近い形状とすることができ、面粗さを更に低減できる。

（６）上記三次元造形装置において、前記ノズルは、製造中の前記三次元造形物の上面と前記ノズルの先端との間に、前記ノズルのノズル孔の孔径の１．１倍以上１．５倍以下のギャップを形成するように配置されるものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、ノズルの先端から射出される溶融材料が、製造中の三次元造形物の上面に押しつけられない自由な状態で三次元造形物の上面に堆積されるので、ノズルから射出された溶融材料の横断面形状を維持したままで堆積できる。この結果、三次元造形物の面粗さを更に低減することが可能となる。

（７）上記三次元造形装置は、更に、製造中の前記三次元造形物を載置する造形台と、前記ノズルと前記造形台との相対的な位置関係を変更する移動機構と、を備えるものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、移動機構を用いてノズルと前記造形台との相対的な位置関係を変更することにより、任意の形状の三次元造形物を製造できる。

（８）上記三次元造形装置において、前記駆動モーターと前記可塑化部と前記ノズルとを有する射出ユニットを複数備えるものとしてもよい。
この三次元造形装置によれば、複数の射出ユニットから異なる溶融材料を射出できるので、多様な三次元造形物を製造することが可能となる。

（９）本発明の第２の形態によれば、熱可塑性の材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形方法が提供される。この三次元造形方法は、フラットスクリューの回転により前記材料を可塑化して溶融材料に転化させる工程と；ノズルを用いて前記溶融材料を射出して前記三次元造形物を形成する工程と；を備える。
この三次元造形方法によれば、フラットスクリューを有する可塑化部で材料の可塑化を行うので、小型の装置を用いて三次元造形物を製造することが可能である。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形装置や三次元造形方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の形態で実現することができる。

三次元造形装置の概念図。 フラットスクリューの斜視図。 スクリュー対面部の平面図。 三次元造形物とノズル先端との位置関係を示す説明図。 スクリュー回転数の変化に応じた射出量及び射出線径の変化を示すグラフ。 ノズル孔の一例を示す説明図。 ノズル孔の形状及びノズル孔径と面粗さとの関係を示す図。 ノズル孔の他の例を示す説明図。 ノズル孔の更に他の例を示す説明図。 ノズル孔の更に他の例を示す説明図。 三次元造形装置の他の実施形態の概念図。

図１は、一実施形態における三次元造形装置の概念図である。この三次元造形装置は、射出ユニット１００と、移動機構２００と、制御部３００とを備える。図１には、互いに垂直な３つの方向Ｘ，Ｙ，Ｚが示されている。Ｘ方向とＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。他の図においても必要に応じてこれらの方向を図示している。

射出ユニット１００は、スクリューケース１０と、材料を収容するホッパー２０と、駆動モーター３０と、フラットスクリュー４０と、スクリュー対面部５０と、溶融材料を射出するノズル６０と、を有する。フラットスクリュー４０とスクリュー対面部５０は、熱可塑性の材料を可塑化して溶融材料を作成する可塑化部９０を構成している。「可塑化」とは、材料に熱が加わり溶融することを意味する。

ホッパー２０には、熱可塑性の材料が投入される。材料としては、例えば、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）等を使用可能である。また、材料の形状としては、ペレットや粉末等の固体材料を使用可能である。

可塑化部９０のフラットスクリュー４０は、スクリューケース１０内に収納されており、駆動モーター３０によって回転する。フラットスクリュー４０の側面には、連通路２２を介して、ホッパー２０から材料が供給される。材料は、フラットスクリュー４０の下面とスクリュー対面部５０の上面との間の空間において、フラットスクリュー４０の回転によって可塑化されて溶融材料となる。スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。溶融材料は、スクリュー対面部５０の中心に設けられた連通孔５６を介して、ノズル６０に供給され、ノズル６０によって射出される。ノズル６０の先端部は、ノズル孔径Ｄｎを有する。

移動機構２００は、テーブル２１０上に載置された造形台２２０を、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向の３軸方向に移動させることが可能な３軸ポジショナーである。移動機構２００は、ノズル６０と造形台２２０との相対的な位置関係を変更する機能を有する。移動機構２００を用いてノズル６０と造形台２２０との相対的な位置関係を変更することにより、任意の形状の三次元造形物を製造できる。本実施形態では、移動機構２００は、造形台２２０を三次元的に移動させているが、移動機構２００としては、ノズル６０（すなわち射出ユニット１００）を三次元的に移動させる機構を採用してもよい。或いは、ノズル６０（すなわち射出ユニット１００）と造形台２２０の一方を１軸又は２軸方向に移動させ、他方を残りの軸方向に移動させる移動機構を採用してもよい。

制御部３００は、射出ユニット１００の駆動モーター３０と、移動機構２００の制御を実行する。制御部３００は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサーと、メインメモリーと、不揮発性メモリーとを含むコンピューターで実現可能である。制御部３００内の不揮発性メモリーには、三次元造形装置を制御するためのコンピュータープログラムが格納されている。

図２は、フラットスクリュー４０の斜視図である。フラットスクリュー４０は、軸線方向の高さが直径よりも小さい略円柱状のスクリューである。フラットスクリュー４０は、スクリュー対面部５０（図１）に対向する面に、複数のスクロール溝４２を有する。スクロール溝４２が形成されている面を、「スクロール溝形成面４８」と呼ぶ。スクロール溝４２は、スクロール溝形成面４８の中央部４６に向かって、フラットスクリュー４０の外周から渦巻状又は螺旋状に形成されている。スクロール溝４２は、フラットスクリュー４０の側面に形成された材料流入口４４に連続している。この材料流入口４４は、ホッパー２０から連通路２２を介して供給された材料を受け入れる部分である。フラットスクリュー４０が回転すると、材料が加熱されながら可塑化されて溶融し、溶融材料に転化される。

図３は、スクリュー対面部５０の平面図である。スクリュー対面部５０は、フラットスクリュー４０のスクロール溝形成面４８に対向するスクリュー対向面５２を有する。スクリュー対向面５２には、渦巻状又は螺旋状に形成された複数の案内溝５４が形成されている。スクリュー対向面５２の中心には、溶融材料をノズル６０に供給するための連通孔５６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に導く機能を有する。図１に示したように、スクリュー対面部５０には、材料を加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。材料の可塑化は、このヒーター５８による加熱と、フラットスクリュー４０の回転とによって実現される。

溶融材料は、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６０から射出される。例えば、ＡＢＳ樹脂は、ガラス転移点が約１２０℃であり、ノズル６０からの射出時には約２００℃となる。このように高温の状態で溶融材料を射出するために、ノズル６０の周囲にヒーターを設けるようにしてもよい。

図４は、三次元造形物とノズル先端との位置関係を示す説明図である。造形台２２０の上には、製造中の三次元造形物ＯＢが載置されている。ノズル６０の先端と、三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔとの間には、ギャップＧが保持されている。ここで、「三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔ」とは、ノズル６０の直下の位置の近傍においてノズル６０から射出された溶融材料が着地する予定部位を意味する。ギャップＧの大きさは、例えば、ノズル６０のノズル孔の孔径Ｄｎ（図１）の１．１倍以上１．５倍以下とすることが好ましく、１．１倍以上１．３倍以下とすることが特に好ましい。こうれば、ノズル６０の先端から射出される溶融材料が、製造中の三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに押しつけられない自由な状態で三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに堆積される。この結果、ノズル６０から射出された溶融材料の横断面形状を維持したままで堆積を行うことができるので、三次元造形物ＯＢの面粗さを低減することが可能である。また、高温の状態で溶融材料を射出するためにノズル６０の周囲にヒーターを設けた場合には、ノズル６０によって溶融材料を三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに押しつけた状態で堆積を実行すると、堆積した材料をノズル６０によって加熱し続けることになるので、材料を過熱させてしまい、変色、劣化等の問題を引き起こす可能性がある。一方、ノズル６０の先端と三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔとの間にギャップＧを形成するようにすれば、このような材料の過熱を防止できるという利点もある。また、ギャップＧがノズル孔の孔径Ｄｎ（図１）の１．５倍よりも大きいと、溶融材料が着地する予定部位に対する精度や、製造中の三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに対する密着性が低くなってしまう等の問題を引き起こす可能性がある。

図５は、スクリュー回転数の変化に応じた射出量及び射出線径の変化を示すグラフである。横軸はフラットスクリュー４０の回転数［ｒｐｍ］である。左側の縦軸及び折れ線グラフは、溶融材料の射出量［ｇ／ｓ］を示している。右側の縦軸及び棒グラフは、溶融材料の射出線径［ｍｍ］を示している。「射出線径」とは、ノズル６０から射出される線状の材料の外径を意味する。この射出線径は、ノズル６０から鉛直下方に向けてフリーな状態で溶融材料を射出した後に測定した寸法である。ここでは材料としてＡＢＳ樹脂を用いた。また、ノズル６０として、ノズル孔径がφ０，３ｍｍ，φ０．５ｍｍ、φ１．０ｍｍ、φ２ｍｍである４種類の断面円形のノズル孔を有するノズルを使用した。また、可塑化部９０の温度を２６０℃とし、ノズル６０の温度を２００℃とした。

射出量を示す折れ線グラフを見ると、スクリュー回転数が２４ｒｐｍ以下の範囲では、スクリュー回転数の増加に応じて射出量がほぼ直線的に増加する。一方、スクリュー回転数が２４ｒｐｍを超えると、スクリュー回転数を増加させても射出量はほとんど増加しない。従って、スクリュー回転数が２４ｒｐｍ以下の範囲で造形を実行することが好ましい。

射出線径を示す棒ブラフを見ると、スクリュー回転数に拘わらず、射出線径はほぼ一定である。従って、射出量を大きくした場合にも、射出線径が大きくなることがない。一般に、射出線径は、三次元造形物の表面粗さを決定する主要な因子である。すなわち、射出線径が大きいほど三次元造形物の表面粗さが大きくなり、造形精度は低下する。本実施形態の射出ユニット１００によれば、射出量を大きくしても射出線径がほぼ一定なので、面粗さを悪化せることなく、高速に造形を行うことが可能である。

また、本実施形態の射出ユニット１００は、フラットスクリュー４０を用いて材料を可塑化して溶融状態に変化させ、その溶融材料をノズル６０から射出して三次元造形物を製造するので、多様な材質及び形状の材料を用いて三次元造形物を製造可能である。この点は、通常のＦＤＭ方式（熱融解積層方式）の３Ｄプリンターが、材料のフィラメントを必要とするのに対して大きな利点である。

図６は、ノズル孔の一例を示す説明図である。このノズル６０ａのノズル孔６２ａは、その横断面が略四角形形状を有している。正確に言えば、このノズル孔６２ａの横断面は正方形であり、その４つの角部がＲ０．１でＲ面取りされている。このようなノズル６０ａを使用すれば、ノズル孔６２ａから射出される溶融材料の横断面が、円形よりも正方形に近い形状となる。この結果、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を小さくすることができる。なお、ノズル孔６２ａの横断面の形状は、四角形以外の多角形（例えば六角形）に近い形状としてもよい。

図６の説明において、ノズル６０ａ及びノズル孔６２ａの符号の末尾に付された小文字の「ａ」は、具体的な形状例であることを示すために付された追加的な符号である。このような追加的な符号が不要な場合には、「ａ」を省略して説明する。後述する他の例における符号「ｂ」「ｃ」等も同様である。

図７は、ノズル孔６２の形状及びノズル孔径と面粗さとの関係を示す図である。ここでは、ノズル６０として、ノズル孔６２の横断面形状が円形のもの（ノズル番号＃１，＃２）と、四角形のもの（ノズル番号＃３）を使用した。なお、ノズル番号＃３のノズルは、前述した図６に示したノズル６０ａである。ノズル孔６２の孔径は、ノズル番号＃１，＃２ではφ１ｍｍ及びφ０．３ｍｍであり、ノズル番号＃３では一辺１ｍｍである。これらの３種類のノズル６０をそれぞれ用いて３種類の三次元造形物を製造し、その面粗さＲｚを測定した。面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３で規定されている「最大高さＲｚ」である。

本明細書において、「ノズル孔６２の孔径」は、ノズル孔６２の横断面が円形である場合にはその直径を意味する。また、ノズル孔６２の横断面が正方形である場合にはその一辺の長さを意味する。更に、ノズル孔６２の横断面が四角形である場合には、その長辺の長さを意味する。

ノズル孔６２の横断面が円形であるノズル番号＃１，＃２のノズル６０を用いた場合には、面粗さＲｚは、ノズル孔６２の孔径の約半分であった。これは、横断面が円形であるノズル孔６２からは、断面略円形の線状の溶融材料が射出されるので、その線状の材料が堆積するとその直径の半分が三次元造形物の面粗さ（最大高さＲｚ）になるからであると推測される。一方、ノズル孔６２の横断面が四角形（正確には正方形）であるノズル番号＃３のノズル６０を用いた場合には、面粗さＲｚはノズル孔６２の孔径（一辺１ｍｍ）の半分よりも大幅に小さかった。この理由は、横断面が四角形であるノズル孔６２からは、断面略四角形の線状の溶融材料が射出されるので、その線状の材料が堆積すると略四角形の角同士の小さな隙間が三次元造形物の面粗さ（最大高さＲｚ）になるからであると推測される。この結果から考えると、ノズル６０のノズル孔６２の横断面としては、円形よりも四角形に近いものとすることが好ましい。

図８は、ノズル孔６２の他の例を示す説明図である。このノズル６０ｂのノズル孔６２ｂは、糸巻き状に歪んだ横断面形状を有している。すなわち、ノズル孔６２ｂの横断面は、その４つの辺が、角部から中央に向けて凹状に湾曲した形状を有している。このノズル孔６２ｄの横断面の形状も、略四角形の一種である。このようなノズル６０ｂを使用すれば、ノズル孔６２ｂから射出される溶融材料の横断面を、図６のノズル６０ａよりも更に四角形又は正方形に近い形状とすることができる。この結果、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を更に小さくすることができるという利点がある。

上述した図６及び図８の例から理解できるように、ノズル孔６２の横断面形状は、ノズル孔６２から射出される溶融材料の横断面が円形よりも多角形（特に四角形）に近い形状となるように形成されていることが好ましい。こうよれば、ノズル孔６２から射出される溶融材料の横断面が円形よりも多角形に近い形状となるので、堆積される線状の溶融材料同士の隙間を小さくすることができる。この結果、三次元造形物の面粗さが小さくなるので、造形精度を向上させることが可能である。

図９は、ノズル孔６２の更に他の例を示す説明図である。このノズル６０ｃは、４つのノズル孔６２ｃが行列状に配列されている。また、各ノズル孔６２ｃの横断面は、略四角形形状を有する。この例のように、複数のノズル孔６２ｃを設けるようにすれば、ノズル６０ｃから射出される溶融材料の形状を、複数のノズル孔６２ｃの配列によって調整できる。従って、面粗さの低減や、三次元造形物の意匠の向上などを実現可能である。なお、複数のノズル孔６２ｃの配列としては、行列状以外の他の配列を採用することも可能である。但し、複数のノズル孔６２ｃを行列状に配列すれば、ノズル６０ｃから射出される溶融材料全体の横断面形状を四角形に近い形状とすることができるので、面粗さを更に低減できるという利点がある。

図１０は、ノズル孔６２の更に他の例を示す説明図である。このノズル６０ｄは、５つのノズル孔６２ｄがサイコロの「５」の目の位置に配列されている。このようなノズル孔６２ｄの配列を採用すれば、ノズル６０ｄから射出される溶融材料の形状を、意図的に凹凸のある独特な形状とすることができる。従って、三次元造形物の表面における意匠性を高めることが可能である。

なお、図６、図８～図１０に示したノズル孔６２の横断面形状や配列は例示であり、これら以外の種々の横断面形状や配列を採用することが可能である。

以上のように、本実施形態の三次元造形装置によれば、フラットスクリュー４０を有する可塑化部９０で材料の可塑化を行うので、装置の高さを小さくすることができ、装置全体を小型化することが可能である。また、ノズル６０のノズル孔６２の形状、数、及び配列を工夫することによって、三次元造形物の造形精度や意匠性を向上させることが可能である。

図１１は、三次元造形装置の他の実施形態の概念図である。この三次元造形装置は、２つの射出ユニット１００ａ，１００ｂを有する点で図１に示した実施形態と異なっており、他の構成は図１と同じである。なお、各射出ユニット１００ａ，１００ｂの構成は、図１に示した射出ユニット１００と同一なので説明を省略する。

この三次元造形装置は、２つの射出ユニット１００ａ，１００ｂを有しているので、２種類の異なる材料を用いて三次元造形物を製造することが可能である。２種類の材料の組み合わせとしては、例えば以下のいずれかを採用可能である。
（１）異なる色を有する材料
異なる色を有する材料を用いれば、２色の異なる色を有する三次元造形物を製造できる。
（２）サポート材用の材料と造形用の材料
サポート材とは、三次元造形物の形状を保持するための部材であり、造形の終了後に除去される部材である。まず、２つの射出ユニット１００ａ，１００ｂの一方からサポート材を射出してサポート材を製造し、そのサポート材を利用して三次元造形物を製造すれば、より複雑で多様な三次元造形物を製造できる。
（３）異なる材質の材料
例えば、２種類の異なる材質の材料を用いれば、三次元造形物の用途に応じて、適切な材質の材料で三次元造形物を製造できる。

なお、射出ユニット１００の数は、２に限らず、３つ以上の射出ユニット１００を設けるようにしてもよい。

なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上述した各種の実施形態では、三次元造形装置がホッパー２０を備えるものとしていたが、ホッパー２０は省略可能である。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形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、実施例、変形例中の技術的特徴は、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。

１０…スクリューケース、２０…ホッパー、２２…連通路、３０…駆動モーター、４０…フラットスクリュー、４２…スクロール溝、４４…材料流入口、４６…中央部、４８…スクロール溝形成面、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、６０，６０ａ～６０ｄ…ノズル、６２，６２ａ～６２ｄ…ノズル孔、９０…可塑化部、１００，１００ａ，１００ｂ…射出ユニット、２００…移動機構、２１０…テーブル、２２０…造形台、３００…制御部

Claims (10)

1. 熱可塑性材料を用いて三次元造形物を製造する三次元造形装置であって、
   駆動モーターと、
   前記熱可塑性材料を可塑化して溶融材料に転化させる可塑化部と、
   前記溶融材料を射出するノズルと、
   を備え、
   前記可塑化部は、
   螺旋状のスクロール溝が形成されたスクロール溝形成面を有し、前記駆動モーターの回転軸を中心に回転するフラットスクリューと、
   前記スクロール溝形成面に対向するスクリュー対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたスクリュー対面部と、を有し、
   前記フラットスクリューの前記回転軸に沿った高さが、前記スクロール溝形成面の直径よりも小さく、
   前記スクロール溝の深さは、前記スクロール溝形成面の中心に向かっていくに従って浅くなる、三次元造形装置。
2. 請求項１に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルのノズル孔の横断面形状は、前記ノズル孔から射出される前記溶融材料の横断面が円形よりも多角形に近い形状となるように形成されている、三次元造形装置。
3. 請求項２に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズル孔の横断面形状は、略四角形である、三次元造形装置。
4. 請求項３に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルは、前記ノズル孔を複数有する、三次元造形装置。
5. 請求項４に記載の三次元造形装置であって、
   前記複数のノズル孔は、行列状に配列されている、三次元造形装置。
6. 請求項１～３のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記ノズルは、製造中の前記三次元造形物の上面と前記ノズルの先端との間に、前記ノズルのノズル孔の孔径の１．１倍以上１．５倍以下のギャップを形成するように配置される、三次元造形装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、更に、
   製造中の前記三次元造形物を載置する造形台と、
   前記ノズルと前記造形台との相対的な位置関係を変更する移動機構と、
   を備える三次元造形装置。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記スクリュー対向面は、前記連通孔に接続する複数の案内溝を有する、三次元造形装置。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
   前記スクロール溝形成面は、複数の前記スクロール溝を有する、三次元造形装置。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
    前記駆動モーターと前記可塑化部と前記ノズルとを有する射出ユニットを複数備え、
    複数の前記射出ユニットの１つから、サポート材用の前記溶融材料を吐出し、
    他の前記射出ユニットから、造形用の前記溶融材料を射出する、三次元造形装置。

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