3Dプリンターの素材(マテリアル)について

FDM方式の家庭用3Dプリンターでは、主に「ABS」と「PLA」の2つの素材(フィラメント)が使用されます。

また、「ABS」や「PLA」に異素材を混ぜ込んだものを、「合成フィラメント(複合材料)」と言います。炭素繊維を混ぜた「合成カーボンフィラメント」など、3Dプリンター用のフィラメントは様々なものがあります。


ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)
ABSは、一般的なプラスチック製品に使用されています。

曲げや伸びに対して丈夫で靭性(衝撃に対する粘り強さ、靭性が低い=脆い)があり、研磨などの後加工に適しています。ABSは高温でないと出力できず、冷やすと収縮し反りやすい性質があるために、大きな造形物になるとひずみが生じて変形してしまうことがあります。また、湿気でも反りやすくなるために、注意が必要です。

PLA(Poly Lactic Acid)
PLAはポリ乳酸と呼ばれ、コーンやイモ類などの自然由来の素材を原料にしたエコプラスチックです。

硬くて反りにくいために安定して出力ができるために、大きい造形モデルやプロトタイプの制作に向いています。一方で、高温には弱く、靭性に乏しい性質があります。そのため、出力後の研磨などの表面仕上げや塗装処理には不向きです。

PC(ポリカーボネート
PCは、熱可塑性プラスチックの一種で、軽量でありながら非常に強度があます。さらに、耐熱性や耐候性、耐衝撃性にも優れていることから、自動車部品や家電製品などの最終用途部品生産で使用されています。しかし、PC対応機種が現状ではまだ多くありません。

PET(Poly Ethylene Terephthalate)/PETG
PETは、透明性・耐久・耐熱性があり、ペットボトルの素材として知られています。

PETG(PETの強化材料)は、さらに透明性が高く、ABS並みの強度・耐久性・耐熱性を持ちながら、反りなどが少なくPLAのような出力時の安定性を併せ持つ素材として優れた性質を持っています。

その他の素材
この他の素材を、積層方式に合わせて分類すると、以下のようになります。

熱溶解積層型: ポリフェニルスルホン(PPSU)
光造形型:エポキシ系樹脂 / アクリル系樹脂
インクジェット型:アクリル系 / ABSライク / ポリプロピレンライク / ラバーライク / 光硬化性樹脂 / ワックス
粉末焼結型:粉末樹脂 (SLS ナイロン,セラミック,エストラマー,ポリプロピレン) / 金属(SLM 銅,青銅,ニッケル,チタン)
粉末固着式積層方式:粉末樹脂(石膏,プラスチック,デンプン,セラミック,石膏) / 金属(チタン・ニッケルなど)
用途に合わせて機種や素材を選ぶと良いでしょう。

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