3Dプリント材料の種類とは

自分のアイデアを仮想の生地を成形するのと同じくらい簡単に作成できる世界を想像してみてください。それが 3Dプリンティング、私たちがオブジェクトを設計し、作成する方法に革命を起こしている技術です。しかし、彫刻家が適切な粘土を必要とし、画家が完璧な顔料を必要とするように、3Dプリントは多様な材料に依存しています。

この記事は、3Dプリント材料のエキサイティングな世界を理解するためのワンストップガイドです。一般的なタイプを掘り下げ、その特性を探求し、次の3D傑作に最適な材料を選択するための知識を身につけます。

一般的なタイプ 3Dプリンティング材料

3Dプリント材料の世界は広大で、常に進化しています。しかし、いくつかのスーパースターが最高位に君臨し、それぞれが特定の用途に適しています。最も人気のある材料を詳しく見てみましょう。

溶融堆積モデリング（FDM）フィラメント： これらを最も一般的なタイプであるFDMプリンターの構成要素と考えてください。細いプラスチックワイヤーの巻き取りを想像してください。それがフィラメントです！加熱すると溶けてノズルから押し出され、デザインを層ごとに構築します。人気のあるFDMフィラメントには以下が含まれます。
- ポリ乳酸（PLA）： このグループのエコ戦士であるPLAは、トウモロコシデンプンまたはサトウキビから派生した生分解性プラスチックです。使いやすく、光沢のある仕上がりで美しく印刷され、初心者や装飾オブジェクトの作成に最適です。ただし、PLAはもろく、耐熱性がありません。
- アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）： この多用途フィラメントは、PLAと比較して優れた強度、耐久性、および耐熱性を提供します。電話ケースやプロトタイプなど、ある程度の摩耗に耐える必要がある機能部品に最適です。ただし、ABSは印刷中に反りやすく、わずかな臭いを発します。
ステレオリソグラフィー（SLA）樹脂： SLAプリンターは、レーザービームによって硬化された液体樹脂を利用して、信じられないほど詳細で滑らかなプリントを作成します。ここでの類推は次のとおりです。SLA樹脂を、特定の光源にさらされると硬化するハイテク感光性液体と考えてください。人気のあるSLA樹脂には以下が含まれます。
- 標準樹脂： これらはSLA印刷の主力であり、詳細、強度、および手頃な価格のバランスが取れています。プロトタイプ、置物、および詳細なモデルの作成に最適です。
- 丈夫な樹脂： さらなる強度と柔軟性が必要ですか？丈夫な樹脂が答えです。ギアやハウジングなど、ある程度のストレスを受ける機能部品に最適です。ただし、標準樹脂と比較して、詳細がわずかに少なくなる場合があります。
金属粉： 金属3Dプリントは、物事をまったく新しいレベルに引き上げます。金属から直接オブジェクトを作成することを想像してください。それが金属粉末の力です！これらのプリンターは、さまざまな技術を使用して金属粒子を結合し、信じられないほど強力で機能的な部品を作成します。人気のある金属粉末には以下が含まれます。
- ステンレススチール： その強度、耐食性、および多用途性で選ばれる金属。航空宇宙、医療、自動車用途の機能部品の作成に最適です。
- チタン： 鋼よりも軽く、同じくらい強いチタンは、重量が重要な要素となる用途に最適な選択肢です。航空宇宙部品や高性能義肢を考えてみましょう！

このリストはほんの始まりにすぎません！ナイロン、ポリプロピレン（PP）、さらには医療用途の生体適合性材料など、他のエキサイティングな材料が常に3Dプリントの限界を押し広げています。

適切な3Dプリント材料の選択方法

適切な3Dプリント材料を選択することは、レシピに最適な材料を選択するようなものです。すべては、何を作成しようとしているかによって異なります！考慮すべき主な要素を次に示します。

アプリケーション 印刷されたオブジェクトは何に使用されますか？装飾的な置物には、機能的なツールとは異なる材料が必要です。強度、柔軟性、耐熱性、および重量などの要素を考慮してください。
望ましい特性 強くて耐久性のある材料が必要ですか、それとも滑らかで詳細な仕上がりの方が重要ですか？さまざまな材料がさまざまな分野で優れています。
印刷技術： すべての材料がすべてのプリンターで機能するわけではありません。選択した材料が、特定の3Dプリンターテクノロジー（FDM、SLAなど）と互換性があることを確認してください。
経験レベル PLAのような初心者向けの材料は、学習曲線を緩やかにします。スキルが向上したら、より高度な材料を探索できます。
コストだ： 3Dプリント材料は価格が異なります。プロジェクトに必要な材料のキログラムまたはリットルあたりのコストを検討してください。

さまざまな3Dプリント材料の特性とは？

3Dプリント材料ショーのスターに会ったので、さらに深く掘り下げて、その独自の特性を理解しましょう。この知識は、プロジェクトについて十分な情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。

FDMフィラメント：

PLA： この環境に優しいフィラメントは、反りが最小限で、優れた印刷性を誇っています。滑らかでほぼ光沢のある仕上がりで、複雑なオブジェクトを作成することを想像してください。それがPLAの美しさです。ただし、その制限事項を念頭に置いてください。 PLAはストレス下でもろくなり、高温（車のダッシュボードなど！）に苦労します。
ABS： 強度と耐久性で知られるABSは、機能部品に最適です。ある程度の熱と物理的な乱用に耐

SLA樹脂：

標準樹脂： これらの多用途な樹脂は、細部、強度、手頃な価格のバランスが絶妙です。デザインの最も複雑なディテールでさえも捉えることを想像してみてください。それが標準樹脂の魔法です。滑らかで視覚的に美しいプロトタイプ、フィギュア、詳細なモデルの作成に最適です。ただし、大きなストレスを受ける高度な機能部品には、最適な選択肢ではない可能性があります。
丈夫な樹脂： その名が示すように、タフ樹脂は強度と柔軟性を高めるように配合されています。樹脂の世界のアスリートと考えてください！ギアやハウジングなど、ある程度の曲げや圧力を必要とする機能部品に最適です。トレードオフは？標準樹脂と比較して、同じレベルのディテールを捉えられない可能性があります。

金属粉：

ステンレススチール： これは金属3Dプリンティングの主力であり、その強度、耐食性、汎用性で尊敬されています。過酷な環境や多少の粗い扱いに耐えることができるオブジェクトを作成することを想像してみてください。それがステンレス鋼の力です。航空宇宙、医療、自動車産業での用途として人気があります。ただし、ステンレス鋼は、他の金属粉末と比較して印刷がより困難な場合があります。
チタン： 軽量強度の典型であるチタンは、重量が重要な要素となる用途に最適な選択肢です。信じられないほど強く、それでいて羽のように軽い高性能の義肢や航空宇宙部品を作成することを想像してみてください！ただし、チタンはステンレス鋼と比較してより高価な材料です。

基本を超えて：追加の材料特性の探求

私たちの探求はここで終わりません！3Dプリンティング材料を選択する際に考慮すべき追加の特性をいくつか紹介します。

生体適合性： 医療用途には、生体適合性材料が不可欠です。人体の安全なインプラントや義肢を作成することを想像してみてください！特定のナイロンや生体吸収性ポリマーなどの材料がこのカテゴリーに該当します。
柔軟性： 曲げたり曲げたりできる材料が必要ですか？TPU（熱可塑性ポリウレタン）のような柔軟なフィラメントを考えてみましょう。電話ケース、ウェアラブルテクノロジーコンポーネント、さらには柔軟なロボット部品の作成に最適です！
耐熱性： 作成物が高温にさらされる場合は、高温ナイロンやPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）などの材料を検討してください。エンジンや耐熱工具の部品を作成することを想像してみてください。これらの材料は熱に耐えることができます！
導電率： 電気伝導性が必要なプロジェクトには、金属粒子が埋め込まれたフィラメントまたは導電性樹脂が答えになる可能性があります。3Dプリンティングを通じて直接機能的な回路やアンテナを作成することを想像してみてください！

これらの特性を理解することで、3Dプリンティングに関して可能性の世界が開かれます。特定の創造的なタスク用に設計された、専門的なツールで満たされたツールボックスを持っているようなものです。

材料の価格は？ 3Dプリンティング材料の価格は？

3Dプリンティング材料のコストは、次のようないくつかの要因によって異なる場合があります。

素材の種類 金属粉末や生体適合性樹脂などのエキゾチックな材料は、標準的なPLAフィラメントと比較して、当然ながら価格が高くなります。
ブランドと品質： 同じ材料タイプを、さまざまな価格帯で提供するブランドやメーカーもあります。一般的に、高品質の材料はより高価になる傾向があります。
形式と数量： 材料は、フィラメントの場合はキログラム（kg）、樹脂と金属粉末の場合はリットル（L）で販売されることがよくあります。まとめ買いすると、コスト面で有利になる場合があります。

ここに おおよその見積もり をご紹介します。

FDMフィラメント： PLAは1kgあたり20〜50ドル、ABSは1kgあたり25〜60ドルになる可能性があります。ナイロンや高温フィラメントなどの特殊フィラメントは、1kgあたり70〜100ドルに達する可能性があります。
SLA樹脂： 標準樹脂は通常、1リットルあたり50〜100ドルの範囲です。タフ樹脂または特殊樹脂は、1リットルあたり120ドルを超える可能性があります。
金属粉： 金属3Dプリンティング材料は、一般的に最も高価です。ステンレス鋼粉末は1kgあたり100〜200ドルの範囲で、チタン粉末はさらに高い価格に達し、1kgあたり300ドルを超える可能性があります。

価格タグを超えて：追加コストの検討

材料自体のコストだけを考慮すべきではありません。考慮すべき追加事項をいくつか紹介します。

印刷時間： 一部の材料は、他の材料よりも印刷に時間がかかります。これは、より高い電力消費と印刷コストの増加につながる可能性があります。
サポート材： 特定の印刷プロセスでは、オーバーハングや複雑な形状を構築するためにサポート材が必要です。これにより、全体的な材料コストが追加されます。
廃棄物： 特にキャリブレーション中や印刷失敗時には、印刷プロセス中に常に材料の無駄が発生します。これをコスト計算に含めてください。

情報に基づいた選択：コストとパフォーマンスのバランス

3Dプリンティング材料のコスト状況を乗り切るための鍵は、手頃な価格とパフォーマンスの適切なバランスを見つけることです。いくつかのヒントを次に示します。

プロジェクトの要件を明確に定義します。 高性能の金属部品が絶対に必要ですか、それとも、より手頃な価格のFDMフィラメントで十分ですか？
さまざまなブランドとサプライヤーを調査します。 価格を比較し、顧客レビューを検討して、費用対効果の高いものを見つけてください。
総所有コストを考慮します。 決定を行う際には、印刷時間、サポート材の必要性、および潜在的な無駄を考慮してください。

これらの要素を念頭に置くことで、 3Dプリンティング予算とプロジェクトの要件に合った材料について、情報に基づいた選択を行うことができます。

よくあるご質問

Q：最も使いやすい3Dプリンティング材料は何ですか？

A: PLAフィラメントは、印刷温度が低く、反りが最小限で、使いやすい性質があるため、一般的に最も使いやすいと考えられています。

Q：最も強力な3Dプリンティング材料は何ですか？

A: 金属粉末、特にステンレス鋼とチタンは、一般的な3Dプリンティング材料の中で最高の強度を提供します。

Q：最も詳細な3Dプリンティング材料は何ですか？

A: SLA樹脂は、細かいディテールを捉え、滑らかな表面仕上げを生み出すことに優れています。

Q：3Dプリンティング材料は環境に優しいですか？

A: 一部の材料は、他の材料よりも環境に優しいです。たとえば、PLAは、再生可能な資源から派生した生分解性プラスチックです。

Q：3Dプリンターの費用はいくらですか？

A: 3Dプリンターのコストは、技術、機能、ブランドによって大きく異なります。家庭の愛好家向けプリンターは200ドル前後から始まり、プロ仕様の機械は数万ドルに達する可能性があります。

表1：一般的な3Dプリンティング材料の比較

素材	長所	短所	代表的なアプリケーション
PLAフィラメント	使いやすく、手頃な価格で、環境に優しく、印刷性に優れています	もろく、耐熱性が低い	装飾品、プロトタイプ、フィギュア
ABSフィラメント	強力で耐久性があり、耐熱性があります	印刷中に反り、わずかな臭いを発します	機能部品、プロトタイプ、電話ケース
標準SLA樹脂	高いディテール、滑らかな仕上がり、手頃な価格	最も強力なオプションではありません	プロトタイプ、フィギュア、詳細なモデル
タフ樹脂	強力で柔軟	標準樹脂と比較して、わずかに詳細度が低い	機能部品、ギア、ハウジング
ステンレススチール・パウダー	非常に強力で、耐食性があります	印刷がより困難で、高価です	航空宇宙部品、医療インプラント、自動車部品
チタンパウダー	軽量で、非常に強力	高い	高性能の義肢、航空宇宙部品