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コラム

PLAフィラメントとは?

  • フィラメント特性比較

2022.04.08 更新日:2022.04.08

昨今ではものづくりの分野で必要不可欠となっている3Dプリンター。
さまざまな形状のモデルを精密に出力できることから、多くの分野で台頭しています。
そんな3Dプリンターで造形を行うのに欠かせないのが、「フィラメント」という材料です。
種類が豊富なフィラメントですが、特に「PLAフィラメント」は汎用性が高く、活用例も多いのが特長。

そこで本記事では、PLAフィラメントの概要に触れながら、メリットやデメリットなどもあわせてご紹介いたします。

PLAフィラメントの導入をお考えの方は、ぜひ参考になさってください。

PLAフィラメントとは

PLAフィラメントとは

3Dプリンターの造形に使われるPLAフィラメントとは、植物由来のPLA樹脂をベースとして開発された材料です。
主にトウモロコシやジャガイモ、タピオカなどといった天然素材から抽出して作られたバイオプラスチックのことを指します。

PLA樹脂そのものは石油由来のABS樹脂の代替品として開発されましたが、3Dプリンター用の材料では多くの種類が登場しているのです。

PLAフィラメントを活用することのメリット

そんなPLAフィラメントを使用することには、多くのメリットがあります。
具体的には「寸法安定性がある」「プリントの安定性がある」「安価である」といったことですが、各々詳しく解説します。

寸法安定性がある

PLAフィラメントの一つ目のメリットは、その寸法安定性です。
ABSフィラメントとは異なり、熱収縮性がそれほど高くないため反りなども起きにくく、大きい造形モデルも安定して出力することができます。

プリントの安定性がある

PLAフィラメントのもう一つのメリットは、プリント安定性があるといったこと。
プリントが非常に簡単で、歪みやノズルの詰まりといった問題も起きにくいです。
そのため、初心者の方でも気軽に扱うことができます。

安価である

また、PLAフィラメントは安価である点もメリットです。
PLAフィラメントは3Dプリンター用のフィラメントの中でもかなり低価格で、その使い勝手の良さも相まって重宝する場面も多いでしょう。

PLAフィラメントのデメリット

PLAフィラメントはメリットの多い材料ですが、デメリットが一切無いかと聞かれると、そうではありません。

具体的には「熱に非常に弱い」「耐衝撃性が低い」「後加工性が低い」といったことですが、以下で詳しく解説しております。

熱に非常に弱い

PLAフィラメントは一般的に熱に弱く、60℃程度の低温でも簡単に柔らかくなります。
耐熱性が求められるパーツの造形にはあまり向いていないと言えるでしょう。

耐衝撃性が低い

また、PLAフィラメントは非常に硬いという性質があります。
そのため、耐衝撃性が低いというデメリットがあるため、外部から衝撃を受けやすいパーツなどには向いていません。

後加工性が低い

PLAフィラメントは、後加工がしにくいというデメリットもあります。
硬い樹脂であるため、サンドペーパーなどのヤスリ掛けには向かない上、プリント後に着色することも難しいフィラメントです。後加工を行いたい場合はPLAフィラメント以外のものを選択したほうが良いでしょう。

PLAフィラメントで可能になること

いくつかデメリットはあるものの、PLAフィラメントを導入することで、これまで実現が難しかったことが可能になることも。

具体的には「ラピッドプロトタイピングが可能」「大きい造形も可能」といったことです。
以下で詳細を解説いたします。

ラピッド・プロトタイピングが可能

PLAフィラメントで多い用途が、試作品やモックアップなどのラピッド・プロトタイピングです。
ラピッド・プロトタイピングは3DCADデータから物体を迅速にアウトプットすることを指しますが、PLAフィラメントの優れた寸法安定性や造形安定性は、ラピッド・プロトタイピングに適しています。
特に、先述の通りABSフィラメントのような熱収縮性が少ないため、反りなどの心配も不要で、データ通りにプリントすることが可能です。

大きい造形も可能

PLAフィラメントで可能になることの二つ目は、「大きい造形モデルのプリント」です。
熱収縮性がそれほど高くなく、寸法安定性が優れているため、ABSフィラメントで反ってしまった大きな造形物も、PLAフィラメントであれば正確に出力することができます。
また、PLAフィラメントはプレートの加熱やプリント中の密閉も不要で、容易に使用することができるのです。

PLAフィラメントの活用範囲

使い勝手の良いPLAフィラメントは、多くの場面で活用されています。
具体的には「試作品・モックアップ」「模型・玩具」「学校教育用モデル」「機能性プロトタイプ」「治具・工具」などが挙げられるでしょう。
以下で詳しくご紹介いたします。

試作品・モックアップ

PLAフィラメントは、試作品やモックアップの制作によく活用されます。
PLAフィラメントが持つ寸法安定性、扱いやすさなどといった強みは、作った3Dデータの形状確認を素早く行いたい場合に適しているでしょう。

特に製品開発の過程において、スピーディにアウトプットすることは、開発サイクルやスピードを高められます。

これまではプロトタイプやモックアップの制作はプラスチックの塊を削り出す方法で行われていましたが、昨今では3DプリンターとPLAフィラメントを使用し、コストやリードタイムを短縮するといった場面も多いです。

模型・玩具

PLAフィラメントは簡単な模型や玩具をプリントするのにも適しています。
下記でご紹介する学校教育用モデルにも共通しますが、小学校低学年の子どもたちに興味関心を持ってもらい、3Dプリントの仕組みを学んでもらうには、玩具などを正確にプリントできるPLAフィラメントが向いています。

学校教育用モデル

先述の通り、PLAフィラメントは学校教育用モデルでも使用されている材料です。
デジタルファブリケーションの教育など、実際に3Dデータからモデルがそのままできる仕組みを学ぶには、スピーディで正確なプリントが可能なPLAフィラメントが適しています。

機能性プロトタイプ

PLAフィラメントは、機能性プロトタイプにも向いています。
機能性プロトタイプとは、耐久性や耐衝撃性など機械的な特性を持つプロトタイプのことです。
PLAフィラメントは耐久性や耐衝撃性などの物性はABSフィラメントよりも低く、モックアップなどで使用されることが主流でしたが、昨今ではPLAフィラメントも進歩し、耐久性に優れたABSフィラメントに匹敵する物性を持つものも登場してきています。

こうして進化を遂げたPLAフィラメントは、機能性プロトタイプなどにも利用が可能です。

治具・工具

先述の通り耐久性や耐衝撃性が強化されたPLAフィラメントでは、治具や工具などの造形にも活用することができます。
治具には「とめる」機能が求められ、しっかりと固定する強度や耐久性が必要です。
昨今、ABSフィラメント並みに強化されたPLAフィラメントは、こうした治具の制作にも使われています。
また、摩擦などへの耐久性も強化されているため、工具類にも利用可能です。

PLAフィラメント選びなら、日本3Dプリンター株式会社にお任せください!

3Dプリンターで活用できるフィラメントにはさまざまな種類があります。
中でもPLAフィラメントは扱いが容易で正確なプリントができることから、導入をお考えの方もいらっしゃるでしょう。

しかし、貴社にある既存の3Dプリンターと相性の良いPLAフィラメントがわからなかったり、目的としているモデルの造形に適したPLAフィラメント選びに迷ってしまったりと、適切なPLAフィラメントにたどりつくまでに時間を要してしまう場合もあります。

そんな時は、ぜひ日本3Dプリンター株式会社にご相談ください。
3Dプリンターに関する知識はもちろん、フィラメントに関する専門知識を有したスタッフが、貴社の課題をヒアリングし、適したPLAフィラメントをご提案いたします。

実際に複数の3Dプリンターを使用した経験から、どの3Dプリンターにどういったフィラメントが合うのかを具体的にご案内いたしますので、お気軽にお問い合わせください。

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日本3Dプリンター編集部 BASFチーム

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