WO2019176564A1 - 樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック - Google Patents

樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック Download PDF

Info

Publication number
WO2019176564A1
WO2019176564A1 PCT/JP2019/007855 JP2019007855W WO2019176564A1 WO 2019176564 A1 WO2019176564 A1 WO 2019176564A1 JP 2019007855 W JP2019007855 W JP 2019007855W WO 2019176564 A1 WO2019176564 A1 WO 2019176564A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin
resin block
forming space
unit
manufacturing apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/007855
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直央 吉永
頼大 木村
大成 藤森
直生 前島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ATL Co Ltd
Original Assignee
ATL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATL Co Ltd filed Critical ATL Co Ltd
Priority to US16/976,791 priority Critical patent/US11167447B2/en
Priority to EP19767463.3A priority patent/EP3747615B1/en
Publication of WO2019176564A1 publication Critical patent/WO2019176564A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US17/498,033 priority patent/US20220024079A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203—Making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/12—Compression moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/006—Pressing and sintering powders, granules or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/04—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/04—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
    • B29C43/06—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds continuously movable in one direction, e.g. mounted on chains, belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/14—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps
    • B29C43/146—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps for making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/361—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/04—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
    • B29C2043/046—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds travelling between different stations, e.g. feeding, moulding, curing stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/14—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps
    • B29C43/146—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps for making multilayered articles
    • B29C2043/147—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps for making multilayered articles by compressing after the laying of further material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B29C2043/522—Heating or cooling selectively heating a part of the mould to achieve partial heating, differential heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/50—Removing moulded articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002—Panels; Plates; Sheets

Definitions

  • the present invention relates to a resin block manufacturing apparatus and the like, and more particularly to a resin block manufacturing apparatus and manufacturing method suitable for making a prototype of a resin molded article by machining or the like, and a resin block manufactured by them.
  • the method of scraping the resin block does not allow you to freely select the type and color of the resin as the prototype material, and if you cannot make a prototype with the material you want to use in mass production or the material you want to consider for mass production. There are many. As a result, we cannot produce prototypes that can evaluate the properties of resin molded products when mass-produced and commercialized, that is, properties such as strength, dimensional change, hue, light transmittance and reflectance, and mass-produced products by resin molding. , Has become an obstacle when manufacturing goods.
  • the method using a 3-D printer it is necessary to use a special special material, and the materials that can be used are further limited than the method of scraping an existing resin block. For this reason, for example, the strength of a mass-produced / commercialized molded product cannot be inspected from a prototype, and the problem that the characteristics of a resin molded product when mass-produced cannot be evaluated becomes more serious. Further, the method using a 3-D printer has problems such as dimensional accuracy and warpage, and expensive and expensive materials.
  • Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a prototype of the same material as that of a regular product with a short delivery time and at a low price by using a simple mold.
  • the method disclosed in Patent Document 1 is also the same as manufacturing a mold, and it is inevitable that it takes time, cost, labor, and the like as compared with the case of manufacturing a prototype by cutting, for example. Improvement was desired.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to produce a resin molded product that can appropriately evaluate characteristics for mass production and commercialization in, for example, trial production.
  • Resin block manufacturing apparatus capable of manufacturing a resin block using a resin having a desired material or color, in other words, a resin block manufacturing apparatus capable of manufacturing a resin block of any resin material, a resin block manufacturing method, and It is in providing the resin block manufactured by these.
  • the resin block manufacturing apparatus of the present invention is A slide unit having a plurality of molding plates slidably movable in a horizontal plane, and forming a resin block forming space surrounded by the molding plate around the side surface when the molding plate is closed; A bottom plate defining the bottom surface of the resin block forming space, and a lifting unit having a lifting mechanism for lifting and lowering the bottom plate, A heating plate that constitutes an upper surface of the resin block forming space, a heater that heats the heating plate, a heater unit that has a lifting mechanism that lifts and lowers the heating plate, and a material supply that supplies a resin material to the resin block forming space Unit,
  • the resin material supplied to the resin block forming space is heated and melted and cooled and solidified by the heater unit, and in the resin block forming space, on the bottom plate or the resin layer formed on the bottom plate. Repeat the operation to form a new resin layer, Each time the resin layer is formed, the bottom plate is lowered, and the resin layer to be formed in
  • the slide unit includes a plurality of slide mechanisms including a base, a heat insulating material, and the molding plate, and in each of the slide mechanisms, the molding plate is installed on the base via the heat insulating material. It is characterized by that.
  • the elevating unit has a bottom part having a base, a heat insulating material and the bottom plate, and the bottom plate is installed on the base via the heat insulating material.
  • the heater unit includes a heating unit having a base, a heat insulating material, and the heating plate, and the heating plate is installed on the base via the heat insulating material.
  • the elevating unit compresses the resin material in the resin block forming space with a predetermined pressure via the bottom plate.
  • the heater unit compresses the resin material in the resin block forming space with a predetermined pressure via the heating plate.
  • the heater unit has a cooling device.
  • the bottom plate of the elevating unit is provided with an engaging screw that protrudes to the surface side where the resin layer is formed and engages the formed resin layer.
  • a metal plate having an inner peripheral side edge on the bottom plate side located at a position substantially the same as the molding plate is provided below the slide mechanism of the slide unit. It is installed so that heat is not transmitted and heated.
  • the resin material is a resin pellet or a pulverized resin.
  • the resin block manufacturing method of the present invention comprises: Resin material is supplied to the resin block forming space surrounded by a plurality of molding plates. The supplied resin material is heated and melted and cooled and solidified to form a resin layer in the resin block forming space, Each time the resin layer is formed, the resin layer formed in the resin block forming space is lowered on the bottom plate by lowering the bottom plate that defines the bottom surface of the resin block forming space in which the resin layer is formed. Laminate sequentially on the resin layer formed in A resin block in which the resin layers are laminated is formed by repeatedly laminating the resin layers.
  • the resin block of the present invention is a resin block manufactured by the above-described resin block manufacturing apparatus or resin block manufacturing method according to the present invention.
  • a resin having a desired material or color is used so that a resin molded product capable of appropriately evaluating characteristics for mass production and commercialization can be manufactured by cutting. It is possible to provide a resin block manufacturing apparatus, a resin block manufacturing method, and a resin block manufactured by these, which can manufacture a resin block, in other words, a resin block of any resin material.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a resin block manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a moving unit of the resin block manufacturing apparatus shown in FIG. 3 is a perspective view showing a slide unit of the resin block manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a front view of the resin block manufacturing apparatus showing a state in which the moving unit has been moved to the supply stage.
  • FIG. 5 is a front view of the resin block manufacturing apparatus showing a state where the moving unit is moved to the molding stage.
  • FIG. 6 is a front view of the resin block manufacturing apparatus showing a state in which the moving unit has been moved to the take-out stage.
  • FIG. 7A is a first diagram illustrating the characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 7A is a first diagram illustrating the characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 7B is a second diagram illustrating the characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 8A is a third diagram illustrating the characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 8B is a fourth diagram illustrating characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 9 is a fifth diagram illustrating the characteristics of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the resin block manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 11A is a first diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 11B is a second diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 12A is a third diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 12B is a fourth diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 13A is a fifth diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 13B is a sixth diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 14A is a seventh diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • FIG. 14B is an eighth diagram illustrating the operation of the resin block manufacturing apparatus.
  • the present invention will be described by exemplifying a resin block manufacturing apparatus 1 that manufactures a resin block from resin pellets (hereinafter simply referred to as pellets).
  • the resin block manufacturing apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus that manufactures a resin block having a certain size by heating and melting pellets and then cooling and solidifying the pellets.
  • the pellet any commonly used resin pellet can be used.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a resin block manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a moving unit 20 of the resin block manufacturing apparatus 1 shown in FIG.
  • the resin block manufacturing apparatus 1 includes a main body 10 and a moving unit 20.
  • Each of the main body 10 and the moving unit 20 has a frame formed by connecting angle members, for example, and is mounted with various mechanisms and units described later.
  • the main body 10 has a supply stage 11, a molding stage 12, and a take-out stage 13, as shown in FIG.
  • a rail 15 is installed at the bottom of the main body 10 along the width direction.
  • the moving unit 20 is accommodated inside the main body 10 so as to be movable between the supply stage 11, the forming stage 12, and the take-out stage 13 along the rail 15 in the width direction of the main body 10 (X direction in FIG. 1). .
  • the movement of the moving unit 20 is performed by a driving device (not shown). Examples of the drive device include an actuator mechanism using a ball screw using a servo, but may be a drive device having any other configuration.
  • a heater unit 300 is installed in the vicinity of the center of the upper portion of the main body 10 in the width direction.
  • a material supply unit 400 including a hopper 410 is installed on one end side in the width direction of the upper portion of the main body 10.
  • the moving unit 20 has a slide unit 100 installed at the top and a lifting unit 200 installed inside.
  • the resin block manufacturing apparatus 1 includes the slide unit 100, the lifting unit 200, the heater unit 300, and the material supply unit 400 as functional modules.
  • the slide unit 100 has a configuration for defining a position in a horizontal plane (XY plane) of a resin block forming space 150 for melting a pellet to form a resin block. As shown in FIG. 3, the slide unit 100 has a flat plate stage 110 and first to fourth slide mechanisms 120 a to 120 d installed on the stage 110. Each of the four slide mechanisms 120a to 120d is installed on the stage 110 so as to be movable in a horizontal plane.
  • the first and second slide mechanisms 120a and 120b are arranged in the Y direction (the depth direction of the resin block manufacturing apparatus 1) at a predetermined central position and a predetermined outer position. It is configured to be slidable between certain resin block release positions.
  • the third and fourth slide mechanisms 120c and 120d are arranged in the X direction (the width direction of the resin block manufacturing apparatus 1, see FIG. 1), a resin block forming position that is a predetermined center position, and a predetermined outer position. It is installed on the stage 110 so as to be slidable between the resin block release positions.
  • the slide mechanisms 120a to 120d are moved by a drive device (not shown) and its control device.
  • Molding plates 125a to 125d that define the side surfaces of the resin block to be manufactured are installed.
  • a central portion of the slide unit 100 surrounded by the molding plates 125a to 125d serves as a resin block forming space 150.
  • the forming plates 125a to 125d are installed on the bases 123a to 123d via the heat insulating materials 124a to 124.
  • the heat insulating materials 124a to 124 prevent the heat from escaping from the resin block forming space 150 when the resin block forming space 150 is heated by the heater unit 300 described later, and prevents the bases 123a to 123d from becoming extremely hot. It is out.
  • An opening 112 is formed at the center of the molding stage 121.
  • the opening 128 has all the slide mechanisms 120a to 120d arranged at the resin block forming position, and the resin block forming space 150 when the periphery of the resin block forming space 150 is closed by the molding plates 125a to 125d.
  • a bottom surface 210 of an elevating unit 200 described later can pass through the opening 128 of the molding stage 121.
  • the bottom surface portion 210 is configured to define the bottom surface of the resin block forming space 150.
  • first and second slide mechanisms 120a and 120b are larger than the third and fourth slide mechanisms 120c and 120d.
  • the third and fourth slide mechanisms 120c and 120d are accommodated between the opposed surfaces of the first and second slide mechanisms 120a and 120b, and X is formed between the opposed surfaces of the first and second slide mechanisms 120a and 120b. It is configured to slide in the axial direction.
  • a metal plate 160 configured to prevent heat from being transferred from the forming plates 125a to 125d and not to be heated is provided below the slide mechanisms 120a to 120d of the slide unit 100. .
  • a metal plate 160 By providing such a metal plate 160, even when the molten resin leaks downward from the gap around the bottom plate 215, the plate 160 is cooled and solidified, so that leakage can be suppressed.
  • the metal plate 160 is not shown in other drawings of the present application.
  • the elevating unit 200 is configured to define the bottom surface of the resin block forming space 150 and to form a large volume resin block by sequentially laminating molten pellets. As shown in FIGS. 2 and 7A to 13B, the elevating unit 200 includes a bottom surface portion 210 and an elevating mechanism 230 that elevates (moves) the bottom surface portion 210 in the vertical direction (Z direction). The bottom surface portion 210 is installed at the upper end portion of the lifting mechanism 230.
  • the bottom surface portion 210 is configured to be movable up and down between a predetermined uppermost position and a lowermost position that is allowed due to the mechanism configuration of the elevating mechanism 230 or space restrictions of the moving unit 20. .
  • the bottom surface portion 210 is disposed at a resin block formation start position slightly below the uppermost position.
  • the bottom surface portion 210 moves slightly upward from the resin block formation start position.
  • the resin block formation start position is set slightly below the uppermost position at which the bottom surface portion 210 can be moved up and down to enable this pressurizing operation.
  • the bottom surface portion 210 is arranged at a position below the resin block formation start position and at a predetermined release position determined by the size of the resin block to be manufactured. Is done.
  • the bottom surface portion 210 passes through the opening 112 formed in the stage 110 of the slide unit 100 and is disposed at a position above the stage 110.
  • a bottom plate 215 that is the bottom surface of the resin block forming space 150 and defines the bottom surface of the resin block to be manufactured is installed on the uppermost surface of the bottom surface portion 210.
  • the periphery of the resin block formation space 150 is closed, and the bottom surface portion 210 is disposed at the resin block formation start position, the bottom plate
  • the four sides 215 are arranged in close contact with the lower portions of the forming plates 125a to 125d of the slide mechanisms 120a to 120d.
  • the bottom plate 215 is installed on the base 213 through a heat insulating material 214.
  • the heat insulating material 214 prevents the base 213 from becoming extremely hot due to the heat of the resin block forming space 150 or the high temperature resin block immediately after solidification.
  • An engaging screw 218 is installed on the bottom surface portion 210 so as to protrude upward from the bottom surface plate 215 and so that it can be rotated and pulled out from the bottom surface of the bottom surface portion 210.
  • the engagement screws 218 are installed at, for example, four positions that are the four corners of the bottom plate 215 or two positions that are the diagonal positions, but the number and arrangement thereof may be arbitrary.
  • the engaging screw 218 is a member for releasing the resin block formed on the bottom plate 215 by lamination.
  • the engagement screw 218 is installed.
  • the engagement screw 218 engages (breaks into) the resin block, and the resin block does not release from the bottom plate 215.
  • the engaging screw 218 is loosened and pulled out. Thereby, the engagement state between the engagement screw 218 and the resin block is released, and the resin block can be easily separated from the bottom plate 215.
  • the elevating mechanism 230 moves the bottom surface portion 210 up and down within the predetermined range described above.
  • the elevating mechanism 230 moves the bottom surface portion 210 to the resin block formation start position.
  • the elevating mechanism 230 pushes the bottom surface portion 210 upward with a predetermined force.
  • the elevating mechanism 230 lowers the bottom surface portion 210 at a height corresponding to the thickness of the resin layer formed immediately before, for example.
  • the engaging screw 218 is pulled out as described above at that position or at a position where the bottom surface portion 210 is further lowered, that is, at the release position described above, and the resin block is removed.
  • the bottom surface portion 210 is further pulled down to release the shape.
  • Such movement of the bottom surface portion 210 by the elevating mechanism 230 may be automatically performed by a driving device (not shown) and its control device, or may be manually operated by an operator.
  • the heater unit 300 is configured to heat and melt the pellets put into the resin block forming space 150 and pressurize them to form blocks. As shown in FIGS. 2 and 7A to 13B, the heater unit 300 includes a heating unit 310, an elevating mechanism 330 that elevates (moves) the heating unit 310 in the vertical direction (Z direction), and a cooling device (not shown). Have.
  • the heating unit 310 is installed at the lower end of the lifting mechanism 330.
  • the cooling device cools the heating plate 315 with oil.
  • the heating unit 310 is disposed at a retreat position that is a predetermined uppermost position or a heating position that is defined within a height range of the forming plates 125a to 125d of the slide unit 100.
  • the heating unit 310 is configured to be movable up and down between the retracted position and the heating position.
  • a heating plate 315 that is the upper surface of the resin block forming space 150 and defines the upper surface of the resin block to be manufactured is installed on the lowermost surface of the heating unit 310.
  • the heating plate 315 is, as schematically shown in FIG.
  • the four sides are arranged in the resin block forming space 150 so as to be movable in the vertical direction in the resin block forming space 150 while being in close contact with the inner surfaces of the molding plates 125a to 125d of the slide mechanisms 120a to 120d.
  • a heater 312 is embedded in the heating plate 315.
  • the heater 312 heats the heating plate 315, and heats and melts pellets, which will be described later, put into the resin block forming space 150.
  • the heating plate 315 is installed on the base 313 via a heat insulating material 314.
  • the heat insulating material 314 insulates between the base 313 and the heating plate 315 so that the heat generated by the heater 312 does not escape in the direction of the base 313 and the base 313 does not reach a very high temperature.
  • the elevating mechanism 330 moves the heating unit 310 up and down within the predetermined range described above.
  • the elevating mechanism 330 moves the heating unit 310 from the uppermost retracted position to the heating position in the resin block forming space 150.
  • the bottom surface portion 210 of the elevating unit 200 moves upward by the operation of the elevating mechanism 230, so that the pellets are melted and the heating plate 315 of the heater unit 300 and the bottom surface plate 215 of the elevating unit 200 or It is sandwiched and pressed between the resin blocks laminated on it.
  • the lifting mechanism 330 raises the heating unit 310 and returns it to the retracted position.
  • Such movement of the heating unit 310 by the elevating mechanism 330 may be automatically performed by a driving device and its control device (not shown), or may be manually operated by an operator.
  • the material supply unit 400 is configured to supply resin pellets to the resin block forming space 150.
  • the material supply unit 400 includes a hopper 410 installed on the upper part of the supply stage 11 of the main body 10.
  • the hopper 410 stores pellets.
  • the material supply unit 400 includes a screw for feeding pellets into the resin block forming space 150 in appropriate amounts, a servo or motor for driving the pellet, and a controller for controlling these (when included in the servo) There is also.
  • an appropriate amount of pellets is supplied to the resin block forming space 150 while being electrically controlled by these configurations.
  • the moving unit 20 is moved to the supply stage 11 of the main body 10.
  • the heater unit 300 that covers the upper part of the resin block forming space 150 is installed on the molding stage 12 of the main body 10 and does not move to the supply stage 11, the upper part of the resin block forming space 150 of the slide unit 100 is open. It has become. From this opening, the material supply unit 400 puts pellets to be melted and stacked next into the resin block forming space 150 of the slide unit 100.
  • the moving unit 20 is appropriately moved to the supply stage 11 shown in FIG. 4, the molding stage 12 shown in FIG. 5, and the take-out stage 13 shown in FIG. Resin layers are sequentially laminated in the formation space 150 to form a resin block of a desired size.
  • the resin block manufacturing apparatus 1 may further include a take-out mechanism for automatically taking out a completed resin block from the moving unit 20 moved to the take-out stage 13 of the main body 10.
  • step S1 the moving unit 20 is moved to the supply stage 11 (step S1), and as shown in FIG. Pellets are supplied (step S2).
  • step S2 the slide mechanisms 120a to 120d are closed, and the bottom surface portion 210 of the elevating unit 200 is disposed at the resin block formation start position.
  • a screw (not shown) is rotated by a servo, and a predetermined amount of pellets in the hopper 410 are put into the resin block forming space 150.
  • the moving unit 20 is moved to the molding stage 12 (step S3). That is, as shown in FIG. 11B, the resin block forming space 150 is disposed under the heating unit 310 of the heater unit 300.
  • the heating plate 315 of the heater unit 300 is lowered to the heating position in the resin block formation space 150 (step S4), and the temperature of the heating plate 315 is raised toward a desired set temperature by the heater 312 (step S5). .
  • step S6 the lifting mechanism 230 of the lifting unit 200 is driven to raise the bottom plate 215 (step S6).
  • the servo control of the lifting mechanism 230 of the lifting unit 200 is further performed.
  • Pressure is applied to the pellets 7 in the resin block forming space 150, and the pellets 7 in the resin block forming space 150 are compressed with a predetermined pressure (step S7). That is, while the pellet 7 is gradually warmed, the pellet 7 is compressed at a slow speed and a constant torque.
  • the state is maintained for a predetermined time (step S8). That is, a predetermined pressure is continuously applied at a predetermined set temperature. At this time, the pellet in the resin block forming space 150 is already in the form of the resin block 8 as shown in FIG. 12B.
  • the predetermined time for maintaining the state is, for example, about 1 to 10 minutes, and is 6 minutes in the present embodiment.
  • step S8 When a predetermined time has elapsed (step S8), the temperature of the heating plate 315 is cooled to room temperature by a cooling device (not shown) in the heater unit 300 (step S9).
  • a cooling device not shown in the heater unit 300
  • step S9 When the heating plate 315 is cooled to room temperature, as shown in FIG. 13A, each of the four slide mechanisms 120a to 120d of the slide unit 100 is slid outward to open and release the side surface of the resin block forming space 150 ( Step S10).
  • the lifting / lowering unit 200 is lowered by the amount of the next resin stack and separated from the heating plate 315 of the heater unit 300 (step S11).
  • the heater unit 300 is being cooled, and the resin sticks to the warm plate, so that the resin layer sticks to the bottom plate 215 of the lift unit 200.
  • the engagement screw 218 is installed on the bottom plate 215, the engagement screw 218 bites into the laminated resin, and the resin layer is attached to the bottom plate 215 also in this respect.
  • step S12 When separated from the heater unit 300 heating plate 315, as shown in FIG. 14A, the heating unit 310 is raised to the retracted position (step S12), and the moving unit 20 is made movable. Then, it is determined whether or not the resin layer has been laminated a predetermined number of times (step S13). In other words, it is determined whether or not the resin block on the bottom plate 215 of the bottom surface portion 210 has reached a desired height. It is determined whether or not the resin layer needs to be laminated. If not, the process returns to step S1, and the processing of steps S1 to S12 is repeated, and the next resin layer is laminated on the resin layer laminated this time.
  • step S13 If it is determined in step S13 that the resin block has reached the desired height, the moving unit 20 is taken out and moved to the stage 13, and the completed resin block is taken out. That is, as shown in FIG. 14B, the engagement screw 218 installed on the bottom surface portion 210 of the elevating unit 200 is loosened to release the resin block 8 from the bottom surface plate 215 (step S14). In the resin block manufacturing apparatus 1 of this embodiment, the resin block 8 having a desired size is manufactured in this way.
  • the resin block manufacturing apparatus 1 of this embodiment without using a molding machine, resin pellets sold in various types and colors are melted and resin layers are sequentially laminated to form a resin block. Therefore, a resin block using a resin having a desired material or color, in other words, a resin block made of any resin material can be manufactured. Further, as long as the mechanical stroke of the lifting unit 200 allows, a resin block of a desired size can be manufactured. As a result, it is possible to manufacture a resin block of a desired size of a desired resin material necessary for manufacturing a prototype by cutting out, and appropriately evaluate characteristics for mass production and commercialization in trial production etc. It can be carried out.
  • the pellets before and after melting in the resin block forming space 150 are compressed at a slow speed and a constant pressure while gradually warming. Therefore, it is difficult for air bubbles to enter the completed resin block, and it is possible to manufacture an extremely good resin block.
  • the compression is continued at a predetermined pressure for a predetermined time after the inside of the resin block forming space 150 reaches a predetermined set temperature and the pellet is melted.
  • the penetration of the resins can be improved, the whisker of the resin after cooling can be improved, and an extremely high quality resin block can be produced.
  • each plate 125, 215, 315 and the base 123, Insulating materials 124, 24, and 314 are sandwiched between 213 and 313. Therefore, a thermally closed environment can be created around the resin block forming space 150, and appropriate portions can be efficiently heated.
  • the molding plates 125a to 125d of the slide unit 100 are suppressed while minimizing the amount of heat that escapes the heat of the heating plate 315 to the bases 123, 213, and 313.
  • the resin in the resin block forming space 150 can be sufficiently warmed, the pellets in the bottom surface portion can be appropriately melted, and the resin block can be manufactured efficiently.
  • the heat of the heating plate 315 is transmitted to the bottom plate 215 of the lifting unit 200 via the molding plates 125a to 125d of the slide unit 100. Yes. Therefore, when the number of layers increases, as shown in FIG. 8A, the molding plates 125a to 125d of the slide unit 100 are not in contact with the bottom plate 215 of the lifting unit 200, and the heat to the bottom plate 215 of the lifting unit 200 is lost. Transmission can be reduced. As a result, the lower part of the stack is not easily affected by heat and is solidified, while the previous layered part is melted and can be appropriately melted with the part to be melted and stacked this time. Therefore, a good quality resin block can be manufactured.
  • the cooling device is installed only in the heater unit 300, and only the heater unit 300 is cooled when the lamination is completed. Therefore, the elevating unit 200 is warmer than the heater unit 300, and as shown in FIG. 8B, the laminated resin blocks are separated from the heater unit 300, and easily removed from the elevating unit 200. can do. As a result, it is possible to immediately proceed to the next laminating step, and it is possible to manufacture the resin block efficiently.
  • an unheated metal plate 160 is installed below the slide mechanisms 120a to 120d of the slide unit 100. Therefore, even when the molten resin leaks downward from the gap, it is cooled and solidified by the unheated plate 160, so that the inflow can be minimized.
  • the amount of pellets supplied in the material supply unit 400 is extremely important. This is because if the supplied amount of pellets is too large, bubbles are caused, and if the amount is too small, the production efficiency of the resin block is lowered.
  • electrical control by a servo or a motor is performed, and the material supply unit 400 supplies resin pellets as a material to the resin block forming space 150 of the slide unit 100.
  • An appropriate amount of pellets can be supplied to the resin block forming space 150 with high accuracy. As a result, generation of bubbles can be prevented, and a resin block can be efficiently produced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various suitable modifications can be made.
  • the movement of the stage in the main body 10 of the moving unit 20 and the loading of pellets into the resin block forming space 150 in the material supply unit 400 are all automatically performed by an actuator, a motor, a servo mechanism, etc. with a control unit. It was something to do. However, for example, there is no problem even if the operator manually performs the operation.
  • the resin material as a raw material used in the resin block manufacturing apparatus or manufacturing method of the present invention is not limited to resin pellets.
  • it may be a resin material whose size is reduced by crushing a resin member of an arbitrary shape. Can be used as a raw material.
  • the raw material of the resin block is not limited to such a form.
  • one resin block may be manufactured using a plurality of types of resin pellets such as resin pellets of different types and resin pellets of different colors.
  • the plurality of types of resin pellets may be appropriately added to the resin block forming space 150 in desired amounts.
  • a resin block containing a predetermined material in a predetermined ratio or having a desired composition can be manufactured.
  • a resin block may be manufactured by mixing a desired additive or a reinforcing material or a metal with a resin material.
  • a predetermined amount of a desired additive, reinforcing agent, or the like is introduced into the resin block forming space 150 together with the resin pellets, and the resin block manufacturing apparatus 1 is operated to manufacture a resin block containing the predetermined additive or reinforcing agent. be able to.
  • an optional additive such as a stabilizer such as an antioxidant, a flame retardant, a plasticizer, or an antistatic agent is added to the resin can be manufactured.
  • any fibrous reinforcing material such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, and metal fiber, and any plate such as mica, talc, glass flake, and metal plate
  • a resin block in which an arbitrary reinforcing material such as an arbitrary reinforcing material such as a reinforcing material, silica, calcium silicate, glass beads, carbon black, a metal piece, or a metal sphere or a metal product is combined with a resin can be produced.
  • a method for producing a resin block containing such additives and reinforcing materials, and a resin block containing such additives and reinforcing materials produced by the production method of the present invention are also within the scope of the present invention. It is clear.
  • the cooling device provided in the heater unit 300 is an oil-cooled apparatus that cools the heating plate 315 using oil as a cooling medium.
  • the cooling method in the cooling device is not limited to this, and any cooling method may be applied.
  • an air cooling type using a gas such as air (wind) as a cooling medium or a water cooling type using water as a cooling medium may be used.
  • the pressurization to the molten resin or the like in the resin block forming space 150 is performed by the lifting mechanism 230 of the lifting unit 200 pushing the bottom surface portion 210 upward with a predetermined force. It was done by.
  • the pressurization may be configured such that the lifting mechanism 330 of the heater unit 300 pushes the heating unit 310 downward with a predetermined force. In that case, the elevating unit 200 performs an operation of holding the heating unit 210 in a certain position without moving it upward.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

任意の樹脂材料の樹脂ブロックを製造できる装置を提供する。 樹脂ブロック形成空間（１５０）に供給された樹脂ペレット（７）をヒーターユニット（３００）により加熱溶融及び冷却凝固し、樹脂層を形成する。樹脂層の形成ごとに、昇降ユニット（２００）の昇降機構（２３０）が底面プレート（２１５）を下降させるので、樹脂ブロック形成空間（１５０）で形成された樹脂層は、順次積層され、サイズの大きな樹脂ブロックに形成される。

Description

樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック
　本発明は、樹脂ブロックの製造装置等に関し、特に、削り出し加工等により樹脂成形物の試作をするのに好適な樹脂ブロックの製造装置と製造方法、及び、それらにより製造された樹脂ブロックに関する。
　様々な商品に使用されている樹脂成形物について、例えば商品開発段階において試作品を製作する場合、従来は、既存の樹脂ブロックを削り出して製作するか、あるいは、３－Ｄプリンタで製作するのが通常である。
　しかし、樹脂ブロックを削り出す方法においては、一般的に流通している切削用樹脂材料の種類が少なく、試作に使用できる樹脂の種類や色が限られている。また、一般的に流通している樹脂材料は、ほとんど板材あるいは棒材であり、削り出しによりある程度大きな物品を製作できるようなブロック状の樹脂材料は極めて限られている。
　そのため樹脂ブロックを削り出す方法では、試作材料として樹脂の種類や色を自由に選ぶことができず、量産で使用したい材料、あるいは、量産のために検討対象としたい材料で試作品を製作できない場合が多い。その結果、量産化・商品化したときの樹脂成形物の特性、すなわち、強度、寸法変化、色合い、光透過度や反射率等の特性を評価できる試作品を製作できず、樹脂成形で量産品、商品を製造する際の障害となっている。
　また、３－Ｄプリンタを使用する方法においては、専用特殊素材を用いる必要があり、既存の樹脂ブロックを削り出す方法よりさらに使用できる材料が限定される。そのため、例えば試作品から量産化・商品化成形品の強度等を検査することができず、量産化したときの樹脂成形物の特性を評価できないという問題はより深刻になる。さらに、３－Ｄプリンタを使用する方法では、寸法精度や反りの問題や、材料が高価でコストがかかるという問題もある。
　このような状況のため、量産化・商品化したときの樹脂成形物の強度等の特性を適切に評価する必要があるときは、量産化と同様に金型を製作し、使用予定の樹脂材料を用いて射出成形等により試作品を成形することが行われている。例えば特許文献１には、簡易金型を用いることにより、短納期で廉価に正規の商品と同じ材料の試作品を製作する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示の方法も金型を製作することには変わりなく、例えば削り出しにより試作品を製作する場合と比較して、期間、コスト、手間等がかかることは避けられず、改善が望まれていた。
特開２０１４－６５１５２号公報
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、例えば試作等において量産化・商品化のための特性の評価が適切に行える樹脂成形物を削り出しにより製作することができるような、所望の材質や色等の樹脂を用いた樹脂ブロックを製造することができる、換言すれば任意の樹脂材料の樹脂ブロックを製造することができる樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法、及び、これらにより製造された樹脂ブロックを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の樹脂ブロック製造装置は、
　水平面内をスライド移動可能な複数の成形プレートを有し、前記成形プレートが閉じたときに前記成形プレートで側面周囲を囲まれた樹脂ブロック形成空間が形成されるスライドユニット、
　前記樹脂ブロック形成空間の底面を規定する底面プレートと、前記底面プレートを昇降させる昇降機構を有する昇降ユニット、
　前記樹脂ブロック形成空間の上面を構成する加熱プレートと、前記加熱プレートを加熱するヒーターと、前記加熱プレートを昇降させる昇降機構を有するヒーターユニット、及び
　前記樹脂ブロック形成空間に樹脂材料を供給する材料供給ユニット、を有し、
　前記樹脂ブロック形成空間に供給された前記樹脂材料を前記ヒーターユニットにより加熱溶融及び冷却凝固し、前記樹脂ブロック形成空間において、前記底面プレート上、又は、前記底面プレート上に形成された樹脂層の上に新たな樹脂層を形成する動作を繰り返し、
　前記樹脂層の形成ごとに、前記底面プレートを下降させ、前記樹脂ブロック形成空間において前記形成される前記樹脂層を、前記底面プレート上に順次積層し、樹脂ブロックに形成することを特徴とする。
　好適には、前記スライドユニットは、ベース、断熱材及び前記成形プレートを有するスライド機構を複数有し、各前記スライド機構において、前記成形プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする。
　また好適には、前記昇降ユニットは、ベース、断熱材及び前記底面プレートを有する底面部を有し、前記底面プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする。
　また好適には、前記ヒーターユニットは、ベース、断熱材及び前記加熱プレートを有する加熱部を有し、前記加熱プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする。
　また好適には、前記昇降ユニットは、前記底面プレートを介して、前記樹脂ブロック形成空間内の前記樹脂材料を所定の圧力で圧縮することを特徴とする。
　また好適には、前記ヒーターユニットは、前記加熱プレートを介して、前記樹脂ブロック形成空間内の前記樹脂材料を所定の圧力で圧縮することを特徴とする。
　また好適には、前記ヒーターユニットは、冷却装置を有することを特徴とする。
　また好適には、前記昇降ユニットの前記底面プレートには、樹脂層が形成される表面側に突出し、形成された樹脂層に係合する係合ネジが設置されていることを特徴とする。
　また好適には、前記スライドユニットの前記スライド機構の下側には、内周側縁部の前記底面プレート側の位置が前記成形プレートと略同じ位置に配置された金属プレートが、前記成形プレートから熱が伝わらず加熱されないように設置されていることを特徴とする。
　また好適には、前記樹脂材料は樹脂ペレット又は粉砕した樹脂であることを特徴とする。
　また、本発明の樹脂ブロック製造方法は、
　複数の成形プレートにより側面周囲を囲まれた樹脂ブロック形成空間に樹脂材料を供給し、
　供給された前記樹脂材料を加熱溶融及び冷却凝固し、前記樹脂ブロック形成空間において樹脂層を形成し、
　前記樹脂層の形成ごとに、前記樹脂層が形成された前記樹脂ブロック形成空間の底面を規定する底面プレートを下降させることにより、前記樹脂ブロック形成空間において形成される樹脂層を、前記底面プレート上に形成された樹脂層の上に順次積層し、
　前記樹脂層の積層を繰り返し行うことにより、前記樹脂層が積層された樹脂ブロックを形成することを特徴とする。
　また、本発明の樹脂ブロックは、前述の本発明に係る樹脂ブロック製造装置あるいは樹脂ブロック製造方法により製造された樹脂ブロックである。
　本発明によれば、例えば試作等において量産化・商品化のための特性の評価が適切に行える樹脂成形物を削り出しにより製作することができるような、所望の材質や色等の樹脂を用いた樹脂ブロック、換言すれば任意の樹脂材料の樹脂ブロックを製造することができる樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法、及び、これらにより製造された樹脂ブロックを提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態の樹脂ブロック製造装置を示す斜視図である。 図２は、図１に示した樹脂ブロック製造装置の移動ユニットを示す斜視図である。 図３は、図１に示した樹脂ブロック製造装置のスライドユニットを示す斜視図である。 図４は、移動ユニットが供給ステージに移動された状態を示す樹脂ブロック製造装置の正面図である。 図５は、移動ユニットが成形ステージに移動された状態を示す樹脂ブロック製造装置の正面図である。 図６は、移動ユニットが取出しステージに移動された状態を示す樹脂ブロック製造装置の正面図である。 図７Ａは、樹脂ブロック製造装置の特徴を表す第１の図である。 図７Ｂは、樹脂ブロック製造装置の特徴を表す第２の図である。 図８Ａは、樹脂ブロック製造装置の特徴を表す第３の図である。 図８Ｂは、樹脂ブロック製造装置の特徴を表す第４の図である。 図９は、樹脂ブロック製造装置の特徴を表す第５の図である。 図１０は、図１に示した樹脂ブロック製造装置の動作を示すフローチャートである。 図１１Ａは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第１の図である。 図１１Ｂは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第２の図である。 図１２Ａは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第３の図である。 図１２Ｂは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第４の図である。 図１３Ａは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第５の図である。 図１３Ｂは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第６の図である。 図１４Ａは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第７の図である。 図１４Ｂは、樹脂ブロック製造装置の動作を表す第８の図である。
　本発明の一実施形態について、図１～図１４を参照して説明する。
　本実施形態においては、樹脂ペレット（以下、単にペレットと称する）から樹脂ブロックを製造する樹脂ブロック製造装置１を例示し本発明を説明する。本実施形態の樹脂ブロック製造装置１は、ペレットを加熱溶融した後冷却凝固させることにより、ある程度大きなサイズの樹脂ブロックを製造する装置である。ペレットとしては、一般的に使用されている任意の樹脂ペレットを用いることができる。
　図１は、本発明の一実施形態の樹脂ブロック製造装置１を示す斜視図であり、図２は、図１に示す樹脂ブロック製造装置１の移動ユニット２０を示す斜視図である。
　図１に示すように、樹脂ブロック製造装置１は、本体１０及び移動ユニット２０を有する。本体１０及び移動ユニット２０は、各々、例えばアングル材を連結して構成したフレームを有し、そこに後述する種々の機構やユニットを搭載したものである。
　本体１０は、図１に示すように、供給ステージ１１、成形ステージ１２及び取出しステージ１３を有する。本体１０の底部分には、幅方向に沿ってレール１５が設置されている。移動ユニット２０は、レール１５に沿って、本体１０の幅方向（図１におけるＸ方向）に、供給ステージ１１、成形ステージ１２及び取出しステージ１３間を移動可能に本体１０の内部に収容されている。移動ユニット２０の移動は、図示せぬ駆動装置により行われる。駆動装置としては、例えば、サーボを使ったボールねじによるアクチュエータ機構等が挙げられるが、その他の任意の構成の駆動装置であってもよい。
　図１に示すように、本体１０の上部の幅方向中央付近には、ヒーターユニット３００が設置されている。また、本体１０の上部の幅方向一端側には、ホッパー４１０を含む材料供給ユニット４００が設置されている。また、図２に示すように、移動ユニット２０には、上部にスライドユニット１００が設置され、内部に昇降ユニット２００が設置されている。このように、樹脂ブロック製造装置１は、機能モジュールとして、スライドユニット１００、昇降ユニット２００、ヒーターユニット３００、及び、材料供給ユニット４００を有する。
　以下、まず、これら各ユニットの構成及び機能について説明する。
　スライドユニット１００は、ペレットを溶融し樹脂ブロックを形成する樹脂ブロック形成空間１５０の水平面（ＸＹ面）内の位置を規定するための構成である。スライドユニット１００は、図３に示すように、平板状のステージ１１０と、ステージ１１０上に設置された第１～第４の４つのスライド機構１２０ａ～１２０ｄを有する。４つのスライド機構１２０ａ～１２０ｄは、各々、水平面内を移動可能にステージ１１０上に設置されている。
　具体的には、第１及び第２のスライド機構１２０ａ，１２０ｂは、Ｙ方向（樹脂ブロック製造装置１の奥行き方向）に、所定の中央側位置である樹脂ブロック形成位置と、所定の外側位置である樹脂ブロック離形位置との間をスライド移動可能に構成されている。また、第３及び第４のスライド機構１２０ｃ、１２０ｄは、Ｘ方向（樹脂ブロック製造装置１の幅方向、図１参照）に、所定の中央側位置である樹脂ブロック形成位置と、所定の外側位置である樹脂ブロック離形位置との間をスライド移動可能にステージ１１０上に設置されている。各スライド機構１２０ａ～１２０ｄの移動は、図示せぬ駆動装置及びその制御装置等によって行われる。
　各スライド機構１２０ａ～１２０ｄの中央側の面、すなわち、第１及び第２のスライド機構１２０ａ，１２０ｂの各対向面、及び、第３及び第４のスライド機構１２０ｃ、１２０ｄの各対向面には、製造する樹脂ブロックの側面を規定する成形プレート１２５ａ～１２５ｄが設置されている。これら成形プレート１２５ａ～１２５ｄで囲まれたスライドユニット１００の中央部が、樹脂ブロック形成空間１５０となる。全てのスライド機構１２０ａ～１２０ｄが樹脂ブロック形成位置に配置されたとき、各スライド機構１２０ａ～１２０ｄの成形プレート１２５ａ～１２５ｄは順次接触し、周回して閉じた状態とされる。
　成形プレート１２５ａ～１２５ｄは、断熱材１２４ａ～１２４を介してベース１２３ａ～１２３ｄに設置されている。断熱材１２４ａ～１２４は、後述するヒーターユニット３００により樹脂ブロック形成空間１５０が加熱されたとき、熱が樹脂ブロック形成空間１５０から逃げるのを防ぐとともに、ベース１２３ａ～１２３ｄが著しく高温になるのを防いでいる。
　成形ステージ１２１の中央部には、開口１１２が形成されている。開口１２８は、全てのスライド機構１２０ａ～１２０ｄが樹脂ブロック形成位置に配置され、樹脂ブロック形成空間１５０の周囲が成形プレート１２５ａ～１２５ｄにより閉塞された状態とされたときの、その樹脂ブロック形成空間１５０のＸＹ平面における範囲と略同じか、その樹脂ブロック形成空間１５０より若干大きい範囲に形成されている。成形ステージ１２１の開口１２８には、後述する昇降ユニット２００の底面部２１０が通過可能になっている。底面部２１０は、樹脂ブロック形成空間１５０の底面を規定する構成である。
　図示のごとく、第１及び第２のスライド機構１２０ａ，１２０ｂは、第３及び第４のスライド機構１２０ｃ、１２０ｄより大きい。第３及び第４のスライド機構１２０ｃ、１２０ｄは、第１及び第２のスライド機構１２０ａ，１２０ｂの対向面間に収容され、第１及び第２のスライド機構１２０ａ，１２０ｂの対向面の間をＸ軸方向にスライドするように構成されている。
　また、図９に示すように、スライドユニット１００の各スライド機構１２０ａ～１２０ｄの下側には、成形プレート１２５ａ～１２５ｄから熱が伝わらず加熱されないように構成された金属プレート１６０が設置されている。このような金属プレート１６０を設けておくことにより、溶融した樹脂が底面プレート２１５の周囲の隙間から下側に漏れた場合も、プレート１６０で冷却され固まるため、漏えいを抑えることができる。なお、金属プレート１６０は、本願のその他の図面においては図示を省略する。
　昇降ユニット２００は、樹脂ブロック形成空間１５０の底面を規定するとともに、溶融したペレットを順次積層させて大容積の樹脂ブロックを形成するための構成である。昇降ユニット２００は、図２及び図７Ａ～図１３Ｂに示すように、底面部２１０と、底面部２１０を鉛直方向（Ｚ方向）に昇降（移動）させる昇降機構２３０とを有する。底面部２１０は、昇降機構２３０の上端部に設置されている。
　昇降ユニット２００において、底面部２１０は、所定の最上部位置と、昇降機構２３０の機構構成上あるいは移動ユニット２０のスペース制約上許容される最下部位置との間を昇降移動可能に構成されている。底面部２１０は、樹脂ブロックの製造を開始するとき、最上部位置より少し下方となる樹脂ブロック形成開始位置に配置される。その後の工程において、樹脂ブロック形成空間１５０内の溶融樹脂を加圧するために、底面部２１０は、樹脂ブロック形成開始位置から若干上方に移動する。樹脂ブロック形成開始位置は、この加圧動作を可能とするために、底面部２１０が昇降移動可能な最上部位置より若干下方に設定される。
　また、底面部２１０は、製造した樹脂ブロックを樹脂ブロック製造装置１から取り出すとき、樹脂ブロック形成開始位置よりも下方の位置であって、製造する樹脂ブロックのサイズにより決まる所定の離形位置に配置される。底面部２１０が樹脂ブロック形成開始位置に配置されるとき、底面部２１０は、スライドユニット１００のステージ１１０に形成された開口１１２を通過し、ステージ１１０より上方の位置に配置される。
　底面部２１０の最上面には、樹脂ブロック形成空間１５０の底面となり、製造する樹脂ブロックの下面を規定する底面プレート２１５が設置されている。スライドユニット１００の全てのスライド機構１２０ａ～１２０ｄが樹脂ブロック形成位置に配置されて樹脂ブロック形成空間１５０の周囲が閉塞状態にされ、底面部２１０が樹脂ブロック形成開始位置に配置されたとき、底面プレート２１５は、図７Ａに模式的に示すように、４辺がスライド機構１２０ａ～１２０ｄの成形プレート１２５ａ～１２５ｄの下部に密接した状態に配置される。
　底面プレート２１５は、断熱材２１４を介してベース２１３に設置されている。断熱材２１４は、樹脂ブロック形成空間１５０あるいは凝固した直後の高温の樹脂ブロックの熱により、ベース２１３が著しく高温になるのを防いでいる。
　底面部２１０には、底面プレート２１５から上部に突出するように、また、底面部２１０の下面から回動引き抜き可能に、係合ネジ２１８が設置されている。係合ネジ２１８は、例えば底面プレート２１５の４隅となる４箇所あるいは対角位置となる２箇所に設置されるが、その数や配置は任意でよい。
　係合ネジ２１８は、底面プレート２１５上に積層形成される樹脂ブロックを離形するための部材である。底面プレート２１５上に樹脂ブロックを形成するときは、係合ネジ２１８を設置しておく。これにより、樹脂ブロックには係合ネジ２１８が係合し（食い込み）、樹脂ブロックは底面プレート２１５から離形しない。形成した樹脂ブロックを底面プレート２１５から離形する場合には、係合ネジ２１８を緩めて引き抜く。これにより、係合ネジ２１８と樹脂ブロックとの係合状態が解除され、樹脂ブロックは底面プレート２１５から容易に離形可能になる。
　昇降機構２３０は、前述した所定の範囲で底面部２１０を上下移動させる。樹脂ブロックの形成を開始するとき、昇降機構２３０は、底面部２１０を樹脂ブロック形成開始位置に移動させる。樹脂ブロックの形成中、樹脂ブロック形成空間１５０内のペレット、溶融樹脂あるいは凝固途中の樹脂を加圧するため、昇降機構２３０は、底面部２１０を上方に所定の力で押す。その後、樹脂層を順次形成し積層するごとに、昇降機構２３０は、例えば直前に形成した樹脂層の厚みに対応する高さ、底面部２１０を下降させる。そして、所望のサイズの樹脂ブロックが形成できたら、その位置で、あるいはさらに底面部２１０を引き下げた位置で、すなわち前述した離形位置で、上述したように係合ネジ２１８を引き抜き、樹脂ブロックを離形させるために底面部２１０をさらに引き下げる。昇降機構２３０による底面部２１０のこのような移動は、図示せぬ駆動装置及びその制御装置等によって自動的に行ってもよいし、作業者が手動で操作して行ってもよい。
　ヒーターユニット３００は、樹脂ブロック形成空間１５０に投入されたペレットを加熱溶融するととともに、加圧してブロック状に形成するための構成である。ヒーターユニット３００は、図２及び図７Ａ～図１３Ｂに示すように、加熱部３１０と、加熱部３１０を鉛直方向（Ｚ方向）に昇降（移動）させる昇降機構３３０と、図示せぬ冷却装置を有する。加熱部３１０は、昇降機構３３０の下端部に設置されている。また、冷却装置は、本実施形態においては、オイルにより加熱プレート３１５を冷却する。
　ヒーターユニット３００において、加熱部３１０は、所定の最上位置である退避位置か、スライドユニット１００の成形プレート１２５ａ～１２５ｄの高さの範囲内に規定される加熱位置に配置される。換言すれば、加熱部３１０は、退避位置と加熱位置との間を昇降移動可能に構成されている。
　加熱部３１０の最下面には、樹脂ブロック形成空間１５０の上面となり、製造する樹脂ブロックの上面を規定する加熱プレート３１５が設置されている。スライドユニット１００の全てのスライド機構１２０ａ～１２０ｄが樹脂ブロック形成位置に配置されて樹脂ブロック形成空間１５０の周囲が閉塞状態にされたとき、加熱プレート３１５は、図７Ａに模式的に示すように、４辺がスライド機構１２０ａ～１２０ｄの成形プレート１２５ａ～１２５ｄの内面に密接しながら樹脂ブロック形成空間１５０内を上下方向に移動可能に、樹脂ブロック形成空間１５０内に配置される。
　加熱プレート３１５には、ヒーター３１２が埋設されている。ヒーター３１２により加熱プレート３１５が加熱され、樹脂ブロック形成空間１５０に投入された後述するペレットを加熱し溶融する。加熱プレート３１５は、断熱材３１４を介してベース３１３に設置されている。断熱材３１４は、ヒーター３１２による発熱がベース３１３方向に逃げないように、また、ベース３１３が著しく高温にならないように、ベース３１３と加熱プレート３１５との間を断熱する。
　昇降機構３３０は、前述した所定の範囲で加熱部３１０を上下移動させる。新たに投入されたペレットを溶融するとき、昇降機構３３０は、加熱部３１０を、最上位置である退避位置から樹脂ブロック形成空間１５０内の加熱位置に移動させる。この状態で、昇降ユニット２００の底面部２１０が昇降機構２３０の動作により上方に移動してくることにより、ペレットは溶融されながら、ヒーターユニット３００の加熱プレート３１５と、昇降ユニット２００の底面プレート２１５あるいはその上に積層された樹脂ブロックとの間に挟まれ加圧される。溶融されたペレットが層状に昇降ユニット２００の底面プレート２１５上に、または、既に積層された樹脂層の上に積み上げられたら、昇降機構３３０は、加熱部３１０を上昇させ、退避位置に戻す。昇降機構３３０による加熱部３１０のこのような移動は、図示せぬ駆動装置及びその制御装置等によって自動的に行ってもよいし、作業者が手動で操作して行ってもよい。
　材料供給ユニット４００は、樹脂ブロック形成空間１５０に樹脂ペレットを供給するための構成である。材料供給ユニット４００は、図１に示すように、本体１０の供給ステージ１１の上部に設置されたホッパー４１０を有する。ホッパー４１０には、ペレットが収納されている。また、材料供給ユニット４００は、図示しないが、ペレットを適量ずつ樹脂ブロック形成空間１５０に投入するためのスクリュー、これを駆動するためのサーボあるいはモータ、これらを制御する制御部（サーボに含まれる場合もある）を有する。材料供給ユニット４００においては、これらの構成により電気的に制御をしながら、適量のペレットを樹脂ブロック形成空間１５０に供給する。
　具体的には、樹脂ブロック製造装置１において、スライドユニット１００の成形プレート１２５上に新たに樹脂層を積層する場合、あるいは、既に積層された樹脂層の上にさらに樹脂層を積層する場合には、移動ユニット２０が本体１０の供給ステージ１１に移動される。このとき、樹脂ブロック形成空間１５０の上部を覆うヒーターユニット３００は本体１０の成形ステージ１２に設置されており供給ステージ１１には移動しないため、スライドユニット１００の樹脂ブロック形成空間１５０の上部は開口状態となっている。材料供給ユニット４００は、この開口から、スライドユニット１００の樹脂ブロック形成空間１５０に、次に溶融し積層するペレットを投入する。
　このような構成の樹脂ブロック製造装置１においては、移動ユニット２０を、図４に示す供給ステージ１１、図５に示す成形ステージ１２、図６に示す取出しステージ１３に適宜移動させることにより、樹脂ブロック形成空間１５０に順次樹脂層を積層し、所望のサイズの樹脂ブロックを形成する。なお、樹脂ブロック製造装置１は、さらに、本体１０の取出しステージ１３に移動された移動ユニット２０から、完成した樹脂ブロックを自動的に取り出すための取り出し機構等を備える構成であってもよい。
　次に、このような構成の樹脂ブロック製造装置１を用いた樹脂ブロックの製造方法について、さらに図１０～図１４Ｂを参照して説明する。
　樹脂ブロック製造装置１において樹脂ブロックを製造する場合、まず、図４に示すように、移動ユニット２０を供給ステージ１１に移動させ（ステップＳ１）、図１１Ａに示すように、樹脂ブロック形成空間１５０にペレットを供給する（ステップＳ２）。このとき、スライド機構１２０ａ～１２０ｄは閉じた状態とされ、昇降ユニット２００の底面部２１０は、樹脂ブロック形成開始位置に配置されている。また、樹脂ブロック形成空間１５０は、材料供給ユニット４００においては、図示せぬスクリューをサーボで回転させ、ホッパー４１０内のペレットを所定量、樹脂ブロック形成空間１５０に投入する。
　樹脂ブロック形成空間１５０にペレットを投入したら、移動ユニット２０を成形ステージ１２に移動させる（ステップＳ３）。すなわち、図１１Ｂに示すように、樹脂ブロック形成空間１５０をヒーターユニット３００の加熱部３１０の下に配置する。次に、ヒーターユニット３００の加熱プレート３１５を樹脂ブロック形成空間１５０内の加熱位置まで下降させ（ステップＳ４）、ヒーター３１２により加熱プレート３１５の温度を所望の設定温度に向けて上昇させる（ステップＳ５）。
　次に、引き続きヒーター３１２により加熱プレート３１５を徐々に加熱しながら、昇降ユニット２００の昇降機構２３０を駆動させ底面プレート２１５を上昇させる（ステップＳ６）。図１２Ａに示すように、ヒーターユニット３００の加熱プレート３１５が樹脂ブロック形成空間１５０内のペレット７に当接する程度まで底面プレート２１５を上昇させたら、さらに、昇降ユニット２００の昇降機構２３０のサーボ制御により樹脂ブロック形成空間１５０内のペレット７に圧力をかけ、樹脂ブロック形成空間１５０内のペレット７が所定の圧力で圧縮する（ステップＳ７）。すなわち、ペレット７を徐々に温めながら、ゆっくりとした速度、一定のトルクでペレット７を圧縮する。
　このような動作により、加熱プレート３１５の温度、換言すれば樹脂ブロック形成空間１５０の温度が所定の設定温度に達したら、所定時間、その状態を保持する（ステップＳ８）。すなわち、所定の設定温度で所定の圧力をかけ続ける。このとき、樹脂ブロック形成空間１５０の中のペレットは、図１２Ｂに示すように、既に樹脂ブロック８の形態となっている。なお、状態を保持する所定時間は、例えば、１分～１０分程度であり、本実施形態においては６分とする。
　所定時間経過したら（ステップＳ８）、ヒーターユニット３００内の図示せぬ冷却装置により、加熱プレート３１５の温度を常温まで冷却する（ステップＳ９）。加熱プレート３１５が常温まで冷却されたら、図１３Ａに示すように、スライドユニット１００の４つのスライド機構１２０ａ～１２０ｄの各々を外側にスライド移動させ、樹脂ブロック形成空間１５０の側面を開き離形する（ステップＳ１０）。
　次に、図１３Ｂに示すように、昇降ユニット２００を次の樹脂積層分だけ下降させヒーターユニット３００の加熱プレート３１５と離形させる（ステップＳ１１）。このとき、ヒーターユニット３００は冷却が進んでおり、樹脂は暖かいプレートの方にくっつくので、樹脂層は、昇降ユニット２００の底面プレート２１５にくっつく。また、底面プレート２１５には、係合ネジ２１８が設置されているので、これが積層された樹脂に食い込み、この点においても、樹脂層は、底面プレート２１５に付着した状態となる。
　ヒーターユニット３００加熱プレート３１５と離形されたら、図１４Ａに示すように、加熱部３１０を退避位置まで上昇させ（ステップＳ１２）、移動ユニット２０を移動可能にする。そして、所定の回数樹脂層を積層したか否か判断し（ステップＳ１３）、換言すれば、底面部２１０の底面プレート２１５上の樹脂ブロックが所望の高さになったかどうか判断し、すなわち、引き続き樹脂層の積層が必要かどうか判断し、まだの場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１～Ｓ１２の処理を繰り返し、今回積層した樹脂層の上に、次の樹脂層を積層する。
　ステップＳ１３において、樹脂ブロックが所望の高さになったと判断した場合には、移動ユニット２０を取出しステージ１３に移動させ、出来上がった樹脂ブロックの取り出しを行う。すなわち、図１４Ｂに示すように、昇降ユニット２００の底面部２１０に設置されている係合ネジ２１８を緩め、樹脂ブロック８を底面プレート２１５から離形する（ステップＳ１４）。
　本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、このようにして所望のサイズの樹脂ブロック８を製造する。
　このように、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、成形機を使うことなく、種々の種類や色が販売されている樹脂ペレットを溶融し樹脂層を順次積層して樹脂ブロックを形成しているので、所望の材質や色等の樹脂を用いた樹脂ブロック、換言すれば任意の樹脂材料の樹脂ブロックを製造することができる。また、昇降ユニット２００の機械のストロークが許す限り、所望のサイズの樹脂ブロックを製造することができる。その結果、試作品を削り出しにより製造するために必要な所望の樹脂材料の所望のサイズの樹脂ブロックを製造することができ、試作等において量産化・商品化のための特性の評価が適切に行うことができる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、樹脂ブロック形成空間１５０内の溶融前後のペレットを、徐々に温めながら、ゆっくりとした速度と一定の圧力で圧縮している。そのため、完成した樹脂ブロックに気泡が入りにくく、極めて質のよい樹脂ブロックを製造することができる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、樹脂ブロック形成空間１５０内が所定の設定温度に到達し、ペレットが溶融した後も、所定時間、所定の圧力で圧縮を継続している。その結果、樹脂同士の溶け込みを良くすることができ、また、冷却後の樹脂のヒゲを良化することができ、極めて質のよい樹脂ブロックを製造することができる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、スライドユニット１００のスライド機構１２０、昇降ユニット２００の底面部２１０、ヒーターユニット３００の加熱部３１０において、各プレート１２５、２１５、３１５とベース１２３、２１３、３１３との間に断熱材１２４，２４，３１４挟んでいる。そのため、樹脂ブロック形成空間１５０の周囲に熱的な閉鎖環境が作れ、効率よく、適切な箇所の加熱が行うことができる。
　具体的には、例えば積層初期時において、図７Ａに示すように、加熱プレート３１５の熱を、ベース１２３，２１３，３１３へ逃げる熱量を最低限に抑えながら、スライドユニット１００の成形プレート１２５ａ～１２５ｄを介して、昇降ユニット２００の底面プレート２１５まで伝達している。その結果、樹脂ブロック形成空間１５０内の樹脂を十分に温めることができ、底面部分のペレットも適切に溶かす事ができ、効率よく樹脂ブロックの製造が行える。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、前述したように、加熱プレート３１５の熱を、スライドユニット１００の成形プレート１２５ａ～１２５ｄを介して、昇降ユニット２００の底面プレート２１５まで伝達している。そのため、積層が増えてきた時には、図８Ａに示すように、スライドユニット１００の成形プレート１２５ａ～１２５ｄと昇降ユニット２００の底面プレート２１５との接触がなくなり、昇降ユニット２００の底面プレート２１５への熱の伝達を少なくすることができる。その結果、積層下部は熱の影響を受けにくく凝固した状態を維持しながら、一回前の積層部分は溶融される状態となり、今回溶融し積層する部分と適切に溶け込ませることができる。したがって、質のよい樹脂ブロックを製造できる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、ヒーターユニット３００にのみ冷却装置が設置されており、積層が終了した時には、ヒーターユニット３００のみを冷却している。そのため、ヒーターユニット３００より昇降ユニット２００の方が温かくなり、図８Ｂに示すように、積層した樹脂ブロックを、ヒーターユニット３００からは離形させ、昇降ユニット２００とは離形しにくい状態に容易にすることができる。その結果、次の積層工程に直ちに進むことができ、効率よく樹脂ブロックを製造できる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、図９に示すように、スライドユニット１００の各スライド機構１２０ａ～１２０ｄの下側に温められていない金属プレート１６０が設置されている。そのため、溶融した樹脂が隙間から下側に漏れた場合も、温めていないプレート１６０で冷却され固まるため、流れ込みを最小限に抑えることができる。
　また、本実施形態の樹脂ブロック製造装置１により樹脂ブロックを製造するときには、材料供給ユニット４００において供給するペレットの量が極めて重要である。ペレットの供給量が多すぎると気泡の原因となり、少なすぎると樹脂ブロックの製造効率が低下するためである。本実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、サーボまたはモータによる電気的制御を行って、材料供給ユニット４００において、材料である樹脂ペレットをスライドユニット１００の樹脂ブロック形成空間１５０に供給しているため、適量のペレットを精度よく樹脂ブロック形成空間１５０に供給することができる。その結果、気泡の発生を防ぎ、また、効率よく樹脂ブロックを製造することができる。
　なお、本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変が可能である。
　例えば、移動ユニット２０の本体１０内のステージの移動、材料供給ユニット４００におけるペレットの樹脂ブロック形成空間１５０への投入等は、いずれも、制御部を伴うアクチュエータ、モータ、サーボ機構等により自動的に行うものであった。しかしながら、例えば作業者等が手動で行う形態であっても、何ら差し支えない。
　また、本発明の樹脂ブロック製造装置あるいは製造方法において使用する原材料としての樹脂材料は、樹脂ペレットに限られるものではない。例えば、任意の形状の樹脂部材を粉砕して大きさを小さくしたような樹脂材料でもよく、樹脂ブロック製造装置が溶融・溶解可能な範囲の大きさ、形状等であれば、任煮の樹脂材料を原材料として用いることができる。
　また、前述した実施形態では、一種類の樹脂ペレットから樹脂ブロックを製造する例を説明した。しかしながら、本発明において樹脂ブロックの原材料は、このような形態に限られるものではない。例えば、種類の異なる樹脂ペレットや、色の異なる樹脂ペレット等、複数の種類の樹脂ペレットを原材料として１の樹脂ブロックを製造してもよい。その場合は、樹脂ブロック製造装置１に原材料を投入する工程（例えば、図１０のステップＳ２）において、樹脂ブロック形成空間１５０にその複数の種類の樹脂ペレットを適宜所望の量ずつ投入すればよい。その状態で前述したように樹脂ブロック製造装置１を作動させることにより、所定の材料が所定の割合で含有された、あるいは所望の組成の樹脂ブロックが製造できる。
　また、同様に、樹脂材料に所望の添加剤あるいは強化材や金属等を混合して樹脂ブロックを製造するようにしてもよい。所望の添加剤や強化剤等を樹脂ペレットとともに樹脂ブロック形成空間１５０に所定量投入し、樹脂ブロック製造装置１を作動させることにより、所定の添加剤あるいは強化剤等を含有する樹脂ブロックを製造することができる。本発明の樹脂ブロック製造装置及び製造方法では、例えば、酸化防止剤等の安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤等の任意の添加剤を樹脂に添加した樹脂ブロックを製造できる。また、本発明の樹脂ブロック製造装置及び製造方法では、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維等の任意の繊維状強化材、マイカ、タルク、ガラスフレーク、金属板等の任意の板状強化材、シリカ、珪酸カルシウム、ガラスビーズ、カーボンブラック、金属片、金属小球等の任意の粒状強化材等、任意の強化材や金属製の物を樹脂に複合した樹脂ブロックを製造できる。このような添加剤や強化材等を含む樹脂ブロックの製造方法、および、本発明の製造方法により製造されたこのような添加剤や強化材等を含む樹脂ブロックも、本発明の範囲内であることは明らかである。
　また、前述した実施形態の樹脂ブロック製造装置１において、ヒーターユニット３００が具備する冷却装置は、冷却媒体としてオイルを用いて加熱プレート３１５を冷却する油冷式の装置とした。しかし、冷却装置における冷却方法はこれに限られるものではなく、任意の冷却方式を適用してよい。例えば、空気（風）等の気体を冷却媒体として用いる空冷式であってもよいし、水を冷却媒体として用いる水冷式であってもよい。
　また、前述した実施形態の樹脂ブロック製造装置１においては、樹脂ブロック形成空間１５０内の溶融樹脂等への加圧は、昇降ユニット２００の昇降機構２３０が底面部２１０を上方に所定の力で押すことにより行っていた。しかしながら、この加圧は、ヒーターユニット３００の昇降機構３３０が加熱部３１０を下方に所定の力で押すことにより行う構成にしてもよい。その場合、昇降ユニット２００は、加熱部２１０を上方に移動させず、一定の位置に保持する動作を行う。
１…樹脂ブロック製造装置
１０…本体
１１…供給ステージ
１２…成形ステージ
１３…取出しステージ
２０…移動ユニット
１００…スライドユニット
１１０…ステージ
１２０…スライド機構
１５０…樹脂ブロック形成空間
１６０…金属プレート
２００…昇降ユニット
３００…ヒーターユニット
３１０…加熱部
３３０…昇降機構
４００…材料供給ユニット
４１０…ホッパー

Claims (13)

  1. 　水平面内をスライド移動可能な複数の成形プレートを有し、前記成形プレートが閉じたときに前記成形プレートで側面周囲を囲まれた樹脂ブロック形成空間が形成されるスライドユニット、
    　前記樹脂ブロック形成空間の底面を規定する底面プレートと、前記底面プレートを昇降させる昇降機構を有する昇降ユニット、
    　前記樹脂ブロック形成空間の上面を構成する加熱プレートと、前記加熱プレートを加熱するヒーターと、前記加熱プレートを昇降させる昇降機構を有するヒーターユニット、
    　前記樹脂ブロック形成空間に樹脂材料を供給する材料供給ユニット、を有し、
    　前記樹脂ブロック形成空間に供給された前記樹脂材料を前記ヒーターユニットにより加熱溶融及び冷却凝固し、前記樹脂ブロック形成空間において、前記底面プレート上、又は、前記底面プレート上に形成された樹脂層の上に新たな樹脂層を形成する動作を繰り返し、
    　前記樹脂層の形成ごとに、前記底面プレートを下降させ、前記樹脂ブロック形成空間において前記形成される前記樹脂層を、前記底面プレート上に順次積層し、樹脂ブロックに形成することを特徴とする樹脂ブロック製造装置。
  2. 　前記スライドユニットは、ベース、断熱材及び前記成形プレートを有するスライド機構を複数有し、各前記スライド機構において、前記成形プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ブロック製造装置。
  3. 　前記スライドユニットの前記スライド機構の下側には、内周側縁部の前記底面プレート側の位置が前記成形プレートと略同じ位置に配置された金属プレートが、前記成形プレートから熱が伝わらず加熱されないように設置されている請求項２に記載の樹脂ブロック製造装置。
  4. 　前記昇降ユニットは、ベース、断熱材及び前記底面プレートを有する底面部を有し、前記底面プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  5. 　前記ヒーターユニットは、ベース、断熱材及び前記加熱プレートを有する加熱部を有し、前記加熱プレートは、前記断熱材を介して前記ベースに設置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  6. 　前記昇降ユニットは、前記底面プレートを介して、前記樹脂ブロック形成空間内の前記樹脂材料を所定の圧力で圧縮することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  7. 　前記ヒーターユニットは、前記加熱プレートを介して、前記樹脂ブロック形成空間内の前記樹脂材料を所定の圧力で圧縮することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  8. 　前記ヒーターユニットは、冷却装置を有することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  9. 　前記昇降ユニットの前記底面プレートには、樹脂層が形成される表面側に突出し、形成された樹脂層に係合する係合ネジが設置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  10. 　前記樹脂材料は樹脂ペレット又は粉砕した樹脂であることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置。
  11. 　請求項１～１０のいずれかに記載の樹脂ブロック製造装置により製造された樹脂ブロック。
  12. 　複数の成形プレートにより側面周囲を囲まれた樹脂ブロック形成空間に樹脂材料を供給し、
    　供給された前記樹脂材料を加熱溶融及び冷却凝固し、前記樹脂ブロック形成空間において樹脂層を形成し、
    　前記樹脂層の形成ごとに、前記樹脂層が形成された前記樹脂ブロック形成空間の底面を規定する底面プレートを下降させることにより、前記樹脂ブロック形成空間において形成される樹脂層を、前記底面プレート上に形成された樹脂層の上に順次積層し、
    　前記樹脂層の積層を繰り返し行うことにより、前記樹脂層が積層された樹脂ブロックを形成することを特徴とする樹脂ブロック製造方法。
  13. 　請求項１２に記載の樹脂ブロック製造方法により製造された樹脂ブロック。
PCT/JP2019/007855 2018-03-02 2019-02-28 樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック Ceased WO2019176564A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/976,791 US11167447B2 (en) 2018-03-02 2019-02-28 Resin block production device
EP19767463.3A EP3747615B1 (en) 2018-03-02 2019-02-28 Resin block production device and resin block production method
US17/498,033 US20220024079A1 (en) 2018-03-02 2021-10-11 Resin Block Production Device, Resin Block Production Method, and Resin Block

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-037575 2018-03-02
JP2018037575A JP6626914B2 (ja) 2018-03-02 2018-03-02 樹脂ブロック製造装置及び樹脂ブロック製造方法

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/976,791 A-371-Of-International US11167447B2 (en) 2018-03-02 2019-02-28 Resin block production device
US17/498,033 Division US20220024079A1 (en) 2018-03-02 2021-10-11 Resin Block Production Device, Resin Block Production Method, and Resin Block

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019176564A1 true WO2019176564A1 (ja) 2019-09-19

Family

ID=67908167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/007855 Ceased WO2019176564A1 (ja) 2018-03-02 2019-02-28 樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11167447B2 (ja)
EP (1) EP3747615B1 (ja)
JP (1) JP6626914B2 (ja)
WO (1) WO2019176564A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023132299A1 (ja) * 2022-01-07 2023-07-13 株式会社エイ・ティ・エル Ｆｒｔｐ成形品の製造方法、ｆｒｔｐ成形品製造装置、樹脂成形品の製造方法、及び樹脂成形品製造装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102101803B1 (ko) * 2018-10-24 2020-04-17 (주)천년기업 자원재활용 투수블록 제조용 자동 압축성형장치
JP7037824B2 (ja) * 2019-12-12 2022-03-17 株式会社エイ・ティ・エル 樹脂ブロック、樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法、および樹脂成形物
US11878447B2 (en) * 2020-11-20 2024-01-23 Arris Composites Inc. System and method for multi-material molding
CN113478717B (zh) * 2021-07-30 2023-05-02 泉州山水源泉机械科技有限公司 一种自动上下料的橡胶鞋底油压机
JP7793913B2 (ja) * 2021-09-15 2026-01-06 新東工業株式会社 試験方法
KR102395957B1 (ko) * 2021-11-01 2022-05-12 덕양산업 주식회사 진공압력을 이용한 내장재 제조 장치
KR102395954B1 (ko) * 2021-11-01 2022-05-12 덕양산업 주식회사 진공압력을 이용한 내장재 제조 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6019514A (ja) * 1983-07-13 1985-01-31 Sumitomo Chem Co Ltd 合成樹脂ブロツクを成形する方法
JPH09239751A (ja) * 1996-03-08 1997-09-16 Okura Ind Co Ltd 合成樹脂製ブロックの製造方法
JP2005342998A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 部材成形装置及び部材成形方法
JP2014065152A (ja) 2012-09-24 2014-04-17 Kurimoto Industry Co Ltd 成形品の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1006666A (en) * 1973-10-29 1977-03-15 Ladislav Hujik Mold filling insert for injection molding machine
US5139407A (en) * 1989-09-01 1992-08-18 General Electric Company Apparatus for reducing thermoplastic material compression mold cycle time
US5555481A (en) * 1993-11-15 1996-09-10 Rensselaer Polytechnic Institute Method of producing solid parts using two distinct classes of materials
JP4083313B2 (ja) * 1997-12-10 2008-04-30 日清紡績株式会社 摩擦部材及びその製造装置と製造方法
US6869558B2 (en) * 1997-12-18 2005-03-22 Thermoplastic Composite Designs, Inc. Thermoplastic molding process and apparatus
US6221291B1 (en) * 1999-02-26 2001-04-24 Lear Corporation Method for making a preform
US8728679B2 (en) * 2007-05-29 2014-05-20 Nanotek Instruments, Inc. Laminated exfoliated graphite composite-metal compositions for fuel cell flow field plate or bipolar plate applications
DE102014006374A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Vorrichtung zur Herstellung eines Rohlings nebst Verfahren hierzu und Rohling
BR112017019026A2 (pt) * 2015-03-10 2018-04-17 Orisol Asia Ltd sistema de impressão 3d para gáspeas
JP6644493B2 (ja) * 2015-08-18 2020-02-12 ローランドディー．ジー．株式会社 三次元造形装置
CN107891601A (zh) * 2016-06-20 2018-04-10 海宁酷彩数码科技有限公司 一种改进的3d打印机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6019514A (ja) * 1983-07-13 1985-01-31 Sumitomo Chem Co Ltd 合成樹脂ブロツクを成形する方法
JPH09239751A (ja) * 1996-03-08 1997-09-16 Okura Ind Co Ltd 合成樹脂製ブロックの製造方法
JP2005342998A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 部材成形装置及び部材成形方法
JP2014065152A (ja) 2012-09-24 2014-04-17 Kurimoto Industry Co Ltd 成形品の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3747615A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023132299A1 (ja) * 2022-01-07 2023-07-13 株式会社エイ・ティ・エル Ｆｒｔｐ成形品の製造方法、ｆｒｔｐ成形品製造装置、樹脂成形品の製造方法、及び樹脂成形品製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019151009A (ja) 2019-09-12
US20220024079A1 (en) 2022-01-27
JP6626914B2 (ja) 2019-12-25
EP3747615B1 (en) 2023-02-15
US11167447B2 (en) 2021-11-09
EP3747615A4 (en) 2021-05-05
US20210046672A1 (en) 2021-02-18
EP3747615A1 (en) 2020-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019176564A1 (ja) 樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法及び樹脂ブロック
US7351051B2 (en) Powder sinter layered manufacturing apparatus
US20060246166A1 (en) Injection molding system and method for using the same
JP6021262B2 (ja) 繊維複合成形品の圧縮成形方法および繊維複合成形品の圧縮成形装置
CN101380810A (zh) 薄膜成型设备及薄膜成型方法
CN109996628B (zh) 三维形状造型物的制造方法
JP2010260297A (ja) 金型及びこの金型を備えた成形装置
CN105408080A (zh) 模制装置和用于压缩模制纤维增强型预成型件的方法
JP2018023982A (ja) 鋳造品を製造するための成形品モデルの製造方法及びこの成形品モデルを用いた鋳造品の製造方法
CN205380828U (zh) 一种固态bmc注塑成型机
JP2006211865A (ja) 回転子積層鉄心の製造装置及びその製造方法
JP7511801B2 (ja) 樹脂ブロック製造装置、樹脂製品製造方法および樹脂ブロック製造方法
KR100890905B1 (ko) 금형 장치
KR20200020150A (ko) 핫 프레스 성형용 다수의 수평 판 타입 금형장치
CN105058807A (zh) 具有厚膜热敏打印头的选择性微细热熔成型设备
KR100896770B1 (ko) 일체형 푸쉬블록 유닛이 포함된 사출금형
CN110884071B (zh) 一种注塑模具
CN116890455A (zh) 一种提升slm鞋模制作效率的工艺方法
CN213137527U (zh) A级防火保温材料生产设备
JP7037824B2 (ja) 樹脂ブロック、樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法、および樹脂成形物
KR102839082B1 (ko) 사출 금형장치
WO2023132299A1 (ja) Ｆｒｔｐ成形品の製造方法、ｆｒｔｐ成形品製造装置、樹脂成形品の製造方法、及び樹脂成形品製造装置
JP2023101383A (ja) Ｆｒｔｐ成形品の製造方法、ｆｒｔｐ成形品製造装置、樹脂成形品の製造方法、及び樹脂成形品製造装置
CN120097615B (zh) 一种基于离心模具的特种玻璃均匀分布成型系统
CN223302057U (zh) 一种带有浇注口的橡胶模具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19767463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019767463

Country of ref document: EP

Effective date: 20201002