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熱溶解積層法(FDM)、または熱溶解積層法(FFF)は、3Dプリンティング技術で非常に一般的な方法です。この技術の基本原理は、プラスチックフィラメントを加熱して押し出し、印刷プラットフォーム上で層ごとに積み重ねて3次元オブジェクトを作成することです。FDM技術が多くの分野で広く使用できる理由は、主に、さまざまな材料、特に熱可塑性プラスチックとの良好な適合性を達成する能力によるものです。この記事では、いくつかのことを詳しく説明することを目的としています。熱溶解積層法のモデリングプロセスで使用される最も一般的な材料.

熱溶解積層法(FDM)にはどのような材料が使用されますか?

FDM印刷技術は、主にさまざまなプラスチック材料に依存しています、強力なABSやPLAからフレキシブルTPEまで、広く使用されています。プラスチックに加えて、FDMプリンターは金属、セラミック、樹脂などの材料も処理できます。建設分野では、FDM技術に基づくプロセスが徐々に成熟しています。コンクリートは押出機でプリントされるため、3Dプリントで建物全体を数日などの非常に短時間で完成させることができます。さらに、FDMプリンターはワックス状の材料を処理でき、次の3Dモデルを印刷できます。金属インベストメント鋳造.より最先端の実験的研究により、食品や有機組織材料など、より多くの材料を印刷する可能性が探求されており、これらも熱溶解積層法技術を使用して成功裏に印刷されています。

FDMで使用される最も一般的な熱可塑性プラスチックは何ですか?

熱溶解積層法(FDM)技術では、以下のことを行います熱 可塑性は、そのユニークな特性により広く使用されています。

PLA(ポリ乳酸)

PLAは、FDM 3Dプリンティングで最も一般的に使用される材料の1つですほとんどの印刷ニーズに適しています。コーンスターチやサトウキビなどの天然植物資源に由来するため、環境に大きな利点があります。PLAは印刷温度が低く、初心者に適しています。印刷面は滑らかで、後処理は比較的簡単です。さらに、生分解性材料として、PLAは環境に優しいです。しかし、PLAは耐熱性が劣り、高温に長時間さらされると変形する可能性があるため、高温や高負荷の用途には不向きです。

ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)

ABSは、FDM印刷で広く使用されているエンジニアリングプラスチックですまた、高い機械的強度と耐熱性を備えています。機能部品や複雑な部品の製造によく使用され、高い強度と耐久性が求められる製品に適しています。ABS材料は、高温に耐えることができ、変形しにくく、他のエンジニアリング材料よりも経済的で、大量生産に適しています。ただし、ABSは印刷プロセス中に特定の臭いを放出するため、換気の良い環境で使用する必要があります。

TPU(熱可塑性ポリウレタン)

TPUは伸縮性や耐摩耗性に優れた柔軟性のある素材で、曲げや伸び、圧縮が必要なパーツのプリントによく使われます。靴底、ハンドル、保護シェルなど、曲げ可能で伸縮性のある部品の製造に適しています。TPUは耐摩耗性に優れており、長期間の摩擦に耐える必要がある部品の印刷に適しています。また、耐油性や耐薬品性があり、油や化学環境にさらされる部品の印刷に適しています。しかしTPU素材はプリントが比較的難しい、およびプリンターの設定を調整して、スムーズな印刷を確保する必要があります。

ナイロン

ナイロンは、自動車に広く使用されている丈夫で耐久性のあるエンジニアリングプラスチックです、航空、医療、その他の分野。高強度で耐摩耗性に優れており、機能部品の製造に適しています。ナイロンは化学物質への暴露に対して優れた耐性を示し、またやや吸湿性があるため、保管中の防湿性には特別な注意を払う必要があります。ナイロン印刷には幅広い用途があり、特にギアやベアリングなどの機能部品の製造に適しています。

PETGの

PETGフィラメントは、耐薬品性と透明性に優れた材料で、広く使用されています。3Dプリント部品より高い強度とより優れた透明性が必要です。PLAの印刷しやすい特性とABSの耐久性を兼ね備えており、さまざまなアプリケーションシナリオに適しています。PETGは、高温環境での安定性が高く、印刷が簡単ですABSは、産業分野で非常に人気がありますs.

FDMにはどのような高性能材料がありますか?

FDM(Fused Deposition Modeling)技術では、高性能材料の使用が増加しています.これらの材料は通常、優れた物理的、化学的、機械的特性を備えており、ハイエンドアプリケーションのニーズを満たすことができます。FDMに使用できる高性能材料は次のとおりです。

PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)

• プロパティ：PEEKは、吸湿性が非常に低く、耐熱性、機械的特性、化学的安定性に優れた半結晶性熱可塑性ポリマーです。
• アプリケーション：そのユニークな特性の組み合わせにより、PEEKは、航空宇宙および医療分野で広く使用されています.航空宇宙産業では、PEEKを使用して、クランプ、高圧ホース、電線管などの航空機部品を製造し、軽量化と性能の向上を実現できます。医療分野では、PEEKは、補綴物、インプラント、歯科用器具などの医療機器やインプラントの製造に適しています。

ULTEM(ポリエーテルイミド)

• プロパティ：ULTEM 9085やULTEM 1010などのULTEM材料は、高強度、難燃性、優れた耐熱性、耐薬品性を備えています。ULTEM 9085は、厳しい輸送要件を満たすFST(Flame, Smoke and Toxicity)認定材料でもあります。
• アプリケーション：ULTEM材料は航空宇宙で広く使用されています、高強度、耐熱性、耐薬品性が求められる自動車分野などたとえば、ULTEM 9085樹脂は、多くの航空機や航空宇宙製品に使用されています。

炭素繊維強化フィラメント

• 特徴:炭素繊維は、連続繊維層またはチョップドストランドとしてフィラメント内に埋め込むことができ、軽量を維持しながら部品の強度と剛性を大幅に向上させます。
• アプリケーション：炭素繊維強化フィラメントは、航空宇宙で広く使用されています、自動車、スポーツ用品、その他の分野。カーボンファイバーを使用すると、FDMプリントの機械的特性が向上し、より高い応力や負荷に耐えることができます。

どのような柔軟で特殊な材料を使用できますか?

FDM(熱溶解積層法)3Dプリンティング技術では、PLAやABSなどの一般的なエンジニアリングプラスチックに加えて、さまざまな柔軟で特殊な材料を使用して、さまざまなアプリケーションのニーズを満たすことができます。FDM印刷に使用できる柔軟性のある特殊な材料は次のとおりです。

柔軟な素材:

1.TPUの

• 特徴:柔らかくて丈夫で、ゴムのような柔軟性、伸縮性、耐衝撃性があります。
• アプリケーション:シール、靴底、スマートフォンカバーなどのFDM印刷ゴム部品は、衣類の印刷にも使用されます。

特殊素材

1.ヒップス

• 特徴:優れた耐衝撃性、高溶解性、支持材として使用されます。
• アプリケーション:45度を超える角度で部品を印刷し、主要なオブジェクトを損傷することなくサポート構造を簡単に取り外すことができます。

2.ウッド

• 特徴:木質繊維をPLAと混合して木製の模型を作成します。
• アプリケーション:竹、松、その他の木製品の印刷、外観、構造、質感は天然木のようで生分解性です。

3.メタリックテクスチャ素材

• 顔立ち：金属粉末PLA/ABSと混合してメタリックな質感を作り出します。
• アプリケーション:FDMは、ブロンズ、真鍮、その他の効果を示す装飾などの金属外観モデルを印刷します。

FDM材料はSLAおよびSLSとどのように比較されますか?

SLA(光造形)やSLS(高精度レーザー焼結)と比較すると、FDM材料には多くの点で明らかな違いがあります。この透明3Dプリンティング技術で使用される材料の詳細な比較は次のとおりです。

プロジェクト	FDMの	SLAの	SLSの
使用材料	熱可塑性フィラメント(PLA、ABSなど)	液状感光性樹脂	粉末材料(プラスチック、金属、セラミックス)
材料費	下げる	高い	中程度から高い
印刷精度	比較的低い(0.1mmから0.4mmの層厚)	非常に高い(層厚が0.025mmと小さい)	中程度(0.1mm〜0.2mmの層厚)
表面	はっきりとした筋と階段効果があります	滑らかで繊細	それは粉の粒度および焼結プロセスによります
印刷速度	中程度	高 速	比較的遅い
効率	小規模から中規模の生産およびプロトタイピングに適しています	高精度・小型モデルの製作に適しています	マスカスタマイゼーション生産に適しています
設備費	下げる	高い	中程度から高い
ポストプロセッシング	サポート構造が必要になる場合があり、後処理のコストが高くなります	化学物質は添加する必要があり、刺激臭がすることがあります	表面品質を向上させるために、後処理が必要になる場合があります
アプリケーション分野	教育, ラピッドプロトタイピング, 製造	高精度なモデルメイキング(ジュエリー、メディカル、デンタル)	高強度で複雑な構造部品の製造(自動車、航空宇宙)

概要

熱溶解積層法(FDM)技術は、幅広い材料との互換性で人気があります。環境にやさしいPLAから高性能PEEKまで、柔軟なTPUから丈夫なナイロンまで、FDM印刷材料さまざまな分野やアプリケーションのニーズを満たすための幅広い選択肢があります。FDM印刷材料を選択する場合、ユーザーは、3D印刷体験を最適化し、最高の印刷結果を得るために、印刷要件、材料特性、予算、アプリケーションシナリオなどの要素を包括的に考慮する必要があります。

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よくあるご質問(FAQ)

1.FDM印刷には主にどのような種類の材料が使用されますか?

FDM印刷は主に熱可塑性プラスチックを使用し、これらの材料はフィラメントの形でプリンターに供給されます。最も一般的な材料には、PLA(ポリ乳酸)、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)、TPU(熱可塑性ポリウレタン)、ナイロン、およびPETG(ポリエチレンテレフタレート-1,4-シクロヘキサンジメタノール)が含まれます。さらに、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの高機能材料や、炭素繊維強化材料などの複合材料もあり、特定の用途でも一般的に使用されています。

2.PLA材料の特徴は何ですか?

PLAは、FDM印刷で最も一般的に使用される材料の1つです。コーンスターチやサトウキビなどの天然植物資源に由来するため、環境上の利点があります。PLAは印刷が簡単で、表面が滑らかで、印刷時の臭いがほとんどありません。ただし、耐熱性が劣り、高温に長時間さらされると変形する可能性があるため、高温や高負荷の用途には不向きです。

3.ABS材料はどのようなシナリオに適していますか?

ABSは、高い機械的強度と耐熱性を備えたエンジニアリングプラスチックで、機能部品や複雑な部品の製造によく使用されます。自動車部品や電子ケーシングなど、高い強度と耐久性が求められる製品に適しています。ただし、ABSは印刷プロセス中に特定の臭いを放出する場合があり、良好な換気環境が必要であることに注意してください。

4.TPU素材の何が特別なのですか?

TPUは伸縮性や耐摩耗性に優れた柔軟性のある素材で、曲げや伸び、圧縮が必要なパーツのプリントによく使われます。靴底やハンドル、保護ケースなどのフレキシブルアイテムのプリントに最適です。ただし、TPU印刷は比較的難しく、印刷をスムーズに行うにはプリンターの設定を調整する必要があります。

資源

1.溶融フィラメントの作製

2.熱溶解積層法による3DプリントPLA物体の表面改質:レビュー

3.溶融堆積モデリング用のカーボンナノチューブで強化されたポリビニルアルコール