いくつかの非従来型FDMワイヤの在庫

FDM は、これまで見てきた小型デスクトップマシンほど便利なものではありません。FDM は非常に高度な機能を備えています。次に、この分野のユーザーがアプリケーションを拡張できるように、いくつかの型破りな FDM フィラメントを紹介します。

1.TPE/TPUフレキシブル素材
TPU（熱可塑性ポリウレタン）は、柔らかくて丈夫な素材なので、ゴムのような特性が求められる部品に最適です。非常に弾力性があり、摩耗したり劣化したりすることなく、繰り返し伸ばしたり、動かしたり、衝撃を与えたりすることができます。商業用途では、TPU は自動車部品、医療用品、家電製品でシール、ガスケット、靴底、スマートフォンのカバー、リストバンドなどを作るためによく使用されています。また、現在はデザイナーが衣類の印刷にも使用しています。しかし、この材料は印刷が難しく、特にリモートフィードを備えた 3D プリンターでは、材料の前進と後退を制御するのが難しく、ノズルが詰まりやすいという問題があります。

2. 炭素繊維強化ワイヤー<br /> 炭素繊維強化ワイヤーは、高強度の PLA、ナイロンなどのポリマーをベースに改良されており、それ自体にさまざまな長さの微細炭素繊維が多数含まれています。これらの繊維は、FDM 3D プリンターの押し出しノズルを通過できるほど小さく、ポリマーの強度と剛性を高め、通常の PLA や ABS よりもはるかに高い剛性と強度で 3D プリント部品を効果的に強化します。また、溶融強度、溶融粘度が非常に高く、寸法精度と安定性に優れ、印刷時の臭いもほとんどありません。この素材は優れた性能を発揮しますが、ワイヤー内の炭素繊維の研磨性により真鍮の摩耗が加速される可能性があるため、ステンレス鋼または硬化銅合金製のノズルが推奨されます。

炭素繊維強化材料は、非常に軽量でありながら金属に匹敵する強度を実現できるため、航空宇宙や自動車分野など、重量と強度の比率を考慮する必要がある業界で幅広い応用が期待されています。

3. ピーク
PEEK は、耐熱性、自己潤滑性、化学的安定性、耐放射線性、電気的特性、および優れた機械的特性を備えた半結晶性熱可塑性プラスチックです。世界で最も優れた性能を持つエンジニアリング熱可塑性プラスチックの 1 つと考えられています。 PEEK は、航空宇宙、自動車、石油・ガス、医療業界の厳しい用途向けの製品の製造に使用されます。バイオメディカル分野では、ポリエーテルエーテルケトンは優れた生体適合性を有し、金属インプラントと比較して、その弾性係数は人骨の弾性係数に近く、人体の正常な生理的ニーズを満たすことができ、優れた整形外科用インプラント材料です。

PEEK は、機械部品や整形外科用インプラントの製造に 3D プリント材料として使用できます。ただし、PEEK 材料の融点が高いため、ほとんどの 3D プリンターのノズルの動作性能では、PEEK 材料をよりよく溶かすのに十分ではありません。この問題により、PEEK 3D プリント、特に FDM 3D プリントに一定の困難が生じます。

4. ナイロンワイヤー<br /> ナイロンは優れた靭性、耐摩耗性、耐疲労性などの利点があり、産業界で広く使用されています。 FDM ナイロン 12 は、再利用可能な摩擦フィットインサートなど、高い耐疲労性が要求される用途に適しています。ナイロン 6 は、厳しい生産環境に耐え、高い機能要件を備えた少量生産部品のニーズを満たす、耐久性と機能性に優れたプロトタイプと製造ツールのパフォーマンスを正確に予測できます。

航空宇宙および自動車分野では、ナイロンの FDM 印刷により、工具、治具、固定具のほか、内装パネル、低熱吸気部品、レドームの試作品を作成できます。また、消費者向け製品の製品開発では、スナップオンパネルや耐衝撃部品の耐久性のある試作品を作成できます。

5.メタリックな質感のワイヤー<br /> 金属テクスチャフィラメントは、実際には PLA または ABS と金属粉末を混合した材料です。モデルを磨くと、見た目は青銅、真鍮、アルミニウム、またはステンレス鋼で作られているように見えます。これらの金属粉末を PLA や ABS と混合した後の印刷フィラメントは、通常の ABS や PLA よりもはるかに重いため、プラスチックというより金属のような感触になります。

6.FDM導電性フィラメント<br /> 導電性フィラメントは、静電容量式（タッチ）センサー、ウェアラブル機器のセンサー、プリント回路などに利用されており、電子機器に広く利用されており、実際の製品のカスタマイズに高い自由度を提供します。

この材料は、導電性を実現するために、ABS などの従来の材料にカーボン粉末を加えて作られることが多いです。FDM による回路の印刷は、エッチングや溶接を使用するよりも高速、安全、安価で、印刷プロセス中に良好な均一性を維持でき、変動率は 5% 以下です。しかし、市場には導電性ワイヤはまだほとんど存在しません。

要約する
3D プリント技術が従来の製造技術と競合し、FDM が他の技術と競合する場合、複合材料はこの技術が主流になる原動力の 1 つとなり、もう 1 つの問題は設備です。上記の材料から得られる大きなインスピレーションは、材料のドーピングと複合化です。複数の材料を混合することで、予期しない特性が得られます。カーボンファイバーは、PEEKやナイロン素材と組み合わせることで、金属と同等の強度を持ちながら金属よりも軽量化できるため、一部の分野では金属の代替として使用できます。 TPU にグラフェンを添加して導電性 TPU フィラメントに加工することで、フレキシブルセンサー、RF シールド、フレキシブル導電性回路、ウェアラブル電子製品を印刷できます。したがって、FDM は低レベルすぎると考えないでください。FDM は航空や自動車の分野で大きな可能性を秘めています。

出典: 3Dプリンティング技術リファレンス

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