『樹脂材料』×『3Dプリンター』

今回は3Dプリンターで使える樹脂材料についてまとめていこうと思います。
3Dプリンターは登場した当初に比べ驚くほど多くの材料を使えるようになりました。
使える材料の幅が広がる事で、より3Dプリンターが多くの場所で使われるようになります。
製造業や趣味の工作に限らず、一般の人の身近に3Dプリンターが普及するには、材料開発が欠かせません。

今回はそんな3Dプリンターで使える樹脂材料の今を調査、まとめることにします。

樹脂材料

樹脂材料は、もっとも普及しているFDM3Dプリンターに利用できる材料です。
樹脂材料には、高い強度、軽い、腐食に強い、見た目が綺麗など多くのメリットがあります。
材料によっては安く手に入りやすい樹脂材料もあり、造形コストを抑えることもできます。

そんな樹脂材料には、様々な種類があります。
それぞれの特性や注意点などをしっかり意識して使うことで、より材料にあった設計、造形ができます。

ABS

ABS樹脂は、強度と耐衝撃性、耐熱性に優れる樹脂材料です。
日用品から製品の筐体など、強度が求められる製品に適しています。
注意点としては、熱収縮率が高いのでソリが発生しやすいことです。

PLA

PLA樹脂は、コーンなどを原料にした植物由来の樹脂です。
また、プリント性に優れ、安定的な造形品質を保つことができます。
注意点として、熱に弱いので高温環境では使えないことです。

PETG

PETG樹脂は、透明性を確保しながら、ABS並みの強度とPLAのプリント性を併せ持つ材料です。
注意点としては、造形時の糸引きが起きやすいので、適切な造形設定が必要です。

ASA

ASA樹脂はABS樹脂に似た物性を持つ樹脂材料です。
ABS樹脂よりも耐候性に優れています。
注意点としては、吸水性が高く、フィラメントを乾燥させる必要があります。

ポリカーボネート（PC）

ポリカーボネートは、高強度と耐衝撃性、エンジニアプラスチックとしての耐熱性を持った樹脂材料です。
注意点としては、造形に対応している3Dプリンターが今のところ少ないことです。

ナイロン（PA）

ナイロン樹脂（PA）は、強度と耐衝撃性、耐熱性に優れる材料です。
靭性、引張強度、耐摩耗性、耐衝撃性に非常に優れ、高温下での使用にも耐えられるので、ありとあらゆる状況で使いやすい材料です。
注意点としては、吸水性が高く、造形時には乾燥が必要となります。

エラストマー（TPU）

ポリウレタン樹脂（TPU）は、柔軟性を持つ軟質樹脂材料です。
フィラメントメーカーから様々な硬さのエラストマー樹脂材料がでています。
特徴はなんといっても、その柔軟性に尽きます。
ゴムのように引き延ばしたり、部品自体が大きく曲がる性質は様々な部分に利用できます。
注意点としては、FDM3Dプリンターでも、ダイレクト式のフィラメント送り機構でしか安定した造形を得られません。

PVB

PVB樹脂は、PLA樹脂に似た特性をもっています。
特徴としては、柔軟性や高い透明性、美しい光沢をもっています。
主にビジュアルに特化した物を造形する際に使われています。
注意点としては、機械的強度が低いので、機械部品には向いていません。

木材混合

木材混合樹脂は、PLA材料に30%～40%程度の木材粉末を混ぜた樹脂材料です。
特徴は、なんといっても本物の木材のような木目調の造形が出来ることです。
また、本物の木材粉末が使われているので、木の香りがします。
注意点としては、木材粉末がノズル内にたまりやすく、ノズル詰まりを起こしやすいです。

PVA

PVA樹脂は、サポート専用の水溶性樹脂材料です。
製品にはできませんが、水溶性なので水につけておくと、溶けてなくなります。
サポート材として造形することで、サポート除去の手間を省くことができます。
注意点としては、吸水性が高く、造形時に乾燥が必要なことです。

光硬化性樹脂

光硬化性樹脂は、その名の通り光（紫外線）で硬化する樹脂材料です。
FDMではなく、光造形3Dプリンターで使われます。
高い透明性を持つ種類や、硬質、軟質など多くの光造形樹脂があります。
注意点としては、後処理が必要な事と光によって硬化するため、日の光にあてないようにしないといけません。

PPS

PPS樹脂は、スーパーエンプラと呼ばれる高機能樹脂材料です。
耐熱性、耐薬品性、難燃性に優れ、高い耐熱性をも備えています。
200℃での連続使用が可能で、他のスーパーエンプラ材料に比べるとコスト性に優れます。
注意点としては、ノズル温度が340℃～370℃程まで高温加熱できる3Dプリンターでしか使えない樹脂材料です。

PEEK

PEEK樹脂は、スーパーエンプラと呼ばれる高機能樹脂材料です。
耐熱性、耐薬品性、難燃性に優れ、PPS樹脂よりも高い240℃を超える温度での連続使用が可能です。
注意点としては、ノズル温度が370℃～400℃程まで高温加熱できる3Dプリンターでしか使えない樹脂材料です。