知っておくべき 10 種類のホットメルト押し出し 3D プリントフィラメント

この投稿は、Little Soft Bear によって 2016-11-8 11:10 に最後に編集されました。

Antarctic Bearは、多くの人が初めて3Dプリントに触れたとき、デスクトップレベルの熱可塑性押し出し技術から理解し始めたと考えています。当時、印刷された製品には明らかな層があり、表面は少し粗く不格好に見えました。当時、Stratasysのような産業レベルの機器を除いて、デスクトップレベルの3Dプリントは、射出成形部品と競合するにはまだ遠いと感じられていました。

しかし、近年の熱可塑性押出材料と設備技術の発展により、この技術は最終製品の応用分野に参入する態勢が整っています。印刷品質の表面がより滑らかになるだけでなく、印刷されたフィラメント材料も複合材料印刷へとますます移行しており、これらの印刷製品は、射出成形製品では実現が難しいエンジニアリンググレードの性能を持つことができます。次に、Antarctic Bear は、市場で知っておくべき 10 種類の 3D プリントフィラメントを紹介します。

多くの材料を熱可塑性フィラメントとして印刷できますが、最も一般的なのは ABS で、レゴブロックやボールペンなどがこれから作られています。 ABS の最大の利点は、射出成形部品に使用される材料と同じであるため、製造業者が強度、耐久性、安全性などの特性について広範囲にわたるテストを実施する必要がないことです。 3D プリントの精度が向上するにつれて、これらの ABS 製品を少量で生産する場合、3D プリントは射出成形よりも経済的になるという利点があります。

熱可塑性押し出し成形で広く使用されているもう 1 つの材料は、ポリ乳酸 (PLA) です。これは通常、半透明で色彩豊かです。一般的に、PLA は ABS よりも環境に優しく、加熱時に有毒ガスを放出せず、学校教育に適しています。

3D Science Valley は、ABS、PLA、その他のホットメルト押し出し材料のいずれであっても、材料がより複合化される傾向にあることは明らかであり、これらの技術は市場の需要によって推進されていると考えています。

ポリスムース
中国のPolymakerは、3Dプリントフィラメントの分野で破壊的な能力を持つハイテク企業です。2012年に設立されたPolymakerは、2014年初頭に世界で最も有名なテクノロジークラウドファンディングプラットフォームであるKickStarterを通じて3つの印刷材料を発売し、Lenovo Starから300万ドルの投資を受けました。現在、Polymaker はシリーズ B の資金調達に成功しており、これによりポリマーホットメルトプラスチック市場における技術的地位がさらに強化されることになります。

Polymaker は、印刷部品に特殊なアルコールエアロゾルを噴霧して、印刷部品の表面の層状の跡を除去し、表面品質を大幅に向上させ、印刷部品を射出成形部品と同じくらい滑らかにすることができる PolySher を開発しました。 PolySmooth は、PLA と同じくらい簡単に印刷しながら、ABS の機械的特性を実現するように設計されています。

画像: PolymakerのPolySmooth
プロマットPLA
ProMatte PLAは、Polymakerが米国の3DプリンターメーカーType A Machinesと共同開発した素材です。強度と柔軟性を確保しながらも、ProMatteは標準のPLAフィラメントより30%軽量で、複雑な構造を持つ軽量モデルの印刷のニーズにも応えます。また、印刷されたモデルには後処理は必要ありません。
画像: ProMatte
taulman3Dのナイロン
taulman3D は、デスクトップフィラメント 3D プリントを有意義なものにした最初の材料会社の 1 つです。 2012 年にはすでに、Taulman 618 ナイロン素材により、PLA や ABS よりも軽量で、機械的特性が強く、耐久性に優れた印刷素材が実現しました。

画像: Taulman 3D のナイロン製品それ以来、Taulman3D は Taulman 645、618 などの多くの材料をリリースしてきました。これらの材料は、過酷な化学腐食や研磨に耐えることができ、米国食品医薬品局 FDA の基準も満たしているため、より多くの工業用途があります。

カイ・パルシー
ドイツのカイ・パルティは、デスクトップ3Dプリント材料の面で、業界の材料の現状を変える先駆者と言えるでしょう。彼らは木材と石材の複合プリント材料も開発しており、3Dプリント製品はもはやプラスチック分野に限定されなくなりました。

カイ・パルシーには、フォーム素材のPOROLAY、フィルムと繊維素材のLAY-TEKKKS、ゲル状素材のGEL-LAY、エラストマーとポリビニルアルコール（PVA）素材のLAY-FOMMまで、4つの主要な素材シリーズがあります。

カイ・パルシーの最新素材は、昼間は銀色に見え、夜間は光を反射する素材です。このユニークな素材は、自転車のリフレクターに適しています。

NinjaTekのNinjaFlexとSemiFlex
おそらく業界で最も柔らかいフィラメントである NinjaTek のフィラメントは、その高品質と柔らかさで知られています。NinjaTek は Fenner Drive が所有しており、その親会社は強化ポリマー技術の世界的リーダーの 1 つである Fenner PLC です。

NinjaTek の熱可塑性エラストマー (TPE) は、柔軟または弾性のある 3D オブジェクトの印刷用に設計されています。高い弾性、優れた耐摩耗性、強力なプリントベッド接着、および層間結合機能を備えています。ウェアラブルウェア、インソール、コントロールボタン、リモコンカーのタイヤ、時計のストラップなど、柔軟性や衝撃吸収特性を必要とするさまざまな 3D 印刷プロジェクトに最適です。

画像: Ninjia Tek Materials Products
SemiFlex は、クリップやヒンジなどの製品の製造に使用できる、NinjaTek のもう 1 つの比較的硬い素材です。

炭素繊維強化プラスチック<br /> FDM 溶融押し出しによるカーボンファイバーの印刷には、カーボンファイバーをホットメルトプラスチックと一緒に印刷する必要があります。この点に関して、オランダの colorFabb の XT-CF20 材料には、イーストマンケミカルの PETG 材料と 20% の炭素繊維材料が含まれています。

3DXTECH は、高弾性炭素繊維と組み合わせた Eastman PETG 材料を使用して複合材料も製造しています。 PETG は素材自体の延性が良好で、一定の延性と耐衝撃性を維持しながら、より高い CF 負荷に耐えることができます。さまざまなビルドプラットフォームにしっかりと接着するとともに、優れた層結合も備えており、カーボンファイバーを追加することで剛性と寸法安定性が向上します。

別の会社であるプロトパスタは、トウモロコシの澱粉由来のプラスチックと炭素繊維の複合材である炭素繊維強化PLAを製造しています。

画像: colorFabb 素材製品
PLA はおそらく最も印刷が簡単で、ABS と PETG はより強力です。ナイロンは印刷が難しいですが、他の材料と比較して耐摩耗性が最高です。工業グレードの部品と競合する場合、PEEK が理想的な選択肢です。PEEK は最も強度が高く、熱、化学薬品、湿気に対して最も耐性があります。

Markforged と 3DXTECH はどちらもナイロンとチョップドカーボンファイバーを混合したフィラメントを製造しており、3DXTECH は PLA、ABS、PRTG、PEEK などの熱可塑性プラスチックの選択肢が広くなっています。オービタル・コンポジッツ社も複合フィラメントを印刷できる装置を開発しており、宇宙空間の無重力状態で印刷する準備を進めている。

導電性フィラメント<br /> Proto-pasta の導電性 PLA などの導電性材料は、LED やタッチセンサーなどの機能オブジェクトを 3D プリントするために使用できます。通常、これらの材料の導電性は有限であり、Proto-pasta の材料の抵抗率は Z 軸に沿って 30 オーム cm、X 軸と Y 軸に沿って 115 オーム cm です。このような導電性材料は住宅に電力を供給することはできませんが、LED 照明には十分です。

画像: プロトパスタ材料から作られた導電性製品
ポリエステルフィラメント
taulman3D はポリエステルフィラメントのリーダーでもあります。Taulman3D の t-glase は、PLA や ABS に代わる半透明の素材です。この材料により、大きな物体の 3D プリントで細かいディテールを表現することができます。 taulman3D は、材料化学開発大手の Eastman とも協力し、Eastman の PETG コポリエステル材料 Amphora 1800 をベースに開発された n-vent も開発しました。このフィラメントは印刷が簡単で、ABS の有毒な臭いがありません。

画像: taulman3D の t-glase 材料製品 Eastman は colorFabb と協力し、Eastman の Amphora 1800 をベースにした colorFabb XT ラインと、Amphora 3300 をベースにした nGen ラインも開発しました。これらのフィラメントは光沢が高く、印刷が簡単です。

ポリカーボネート<br /> ポリカーボネートはより強い素材です。この素材は、強靭で耐熱性があり、透明で、幅広い用途に使用でき、強力な機械的特性を備えています。この点に関して、Polymaker と Covestro は協力して、市場をリードするエンジニアリングと機能特性を備えたポリカーボネートベースの 3D 印刷材料の新シリーズを開発しました。 Polymaker PC-Plus™ と PC-Max™ は、新しい製品シリーズの最初の 2 つの製品です。このような用途は、印刷温度を 300 ～ 320 ℃ からより穏やかな 250 ～ 270 ℃ に下げ、反りの傾向を大幅に減らすことによって可能になります。 Polymaker PC-Max は機械的特性が優れており、特に靭性が大幅に向上しているため、厳しい機械的性能要件が求められる用途に非常に適しています。既存の3Dプリント材料と比較して、Polymaker PCは耐熱性が優れています。この製品は 100 度を超える高温に耐えることができ、高熱環境での優れた構造安定性が求められる照明、エンジニアリング、さまざまな用途に非常に適しています。 Polymaker PC は、サンディング、コーティング、その他の方法で簡単に後処理できます。その他の利点としては、固有の難燃性、光学的透明性、化学物質や溶剤に対する耐性などが挙げられます。

環境に優しいフィラメント<br /> 上で述べた材料の多くは、エンジニアリンググレードの機能製品の印刷に非常に適しているかもしれませんが、私たちが住む環境にはあまり優しいとは言えないかもしれません。 PLA や HIPS などの生分解性材料であっても、工業プロセスによってより急速に分解されます。ドイツのtwoBEarsは、環境保護の差別化素材市場に目を向け、再生可能エネルギーから抽出した生分解性素材のみを生産しています。

別の会社である 3D-Fuel も、Algae-Fuel という新しいケーブルを発売しました。名前が示すように、このケーブルは野生の藻類から作られています。このフィラメントは、通常の PLA 材料のすべての特性を備えているだけでなく、タンパク質含有量も高く、3D プリントの品質も理想的です。

この藻類 PLA フィラメントは、3D-Fuel と ALGIX の共同で開発されました。 ALGIX は持続可能なバイオプラスチック複合材の製造におけるリーダーであり、持続可能な製品を生み出すために水生原材料を革新的に使用していることで知られています。最も有名な製品は、藻類を混ぜたプラスチック樹脂のシリーズ「Solaplast」です。Antarctic Bear 3D Printing Network にぜひご注目ください。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
金明：生物学的3Dプリント材料がシリコン3Dプリントである10万の理由、次の材料のブレークスルー
NylonX: 史上最強のナイロンカーボンファイバー 3D プリント素材

知っておくべき 10 種類のホットメルト押し出し 3D プリントフィラメント

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