
3Dプリンターの材料は、他の加工方法とは異なる形状をしています。また、使用できる材質もさまざまで、耐熱性や耐候性などの優れた特徴があります。
本記事では3Dプリンターで使用する材料の形状と、代表的な材質を特徴別に分類して詳しく解説します。
3Dプリンターは、材料を層状に積み重ねることで立体物を造形する機械です。
決まった形から削り出す切削加工とは異なり、造形方式によって使用する材料の形状に特徴があります。
フィラメントとは、熱溶解積層方式で使用される糸状の材料です。
熱で柔らかくなり、冷えると固まる熱可塑性の樹脂が主に使用されます。
3Dプリンターの代表的な材質であるエンジニアリングプラスチックです。
耐久性や加工性に優れているため、試作から量産まで幅広く使用されています。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 試作品・雑貨・機構部品など |
注意点 | 造形後の収縮で、反りが起こりやすい |
3Dプリンターの代表的な材質の1つで、トウモロコシやジャガイモなどの有機資源が原料のプラスチックです。
造形温度が低いため、他の材質と比べて扱いやすいという特徴があります。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 形状確認の試作員 |
注意点 | 強度や耐衝撃性 |
ABSに光と熱に強いアクリル系ゴムを混ぜることによって、耐候性を高めた材質です。
ABSと同様に、耐久性や加工性も兼ね備えています。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 屋外用コンセント・スポーツ用品など |
注意点 | 層の結合力が低く、水漏れの場合がある |
ナイロンにカーボン粉末を混ぜた材質で、耐熱性・柔軟性に加えて、剛性・耐衝撃性も備えています。
カーボン長繊維を配合することで、アルミニウム合金と同等の強度にもなります。
また、耐熱性もあり、寸法安定性が優れているため、製品の材質としても使用されています。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 試作品・生産治具・機構部品など |
注意点 | 繊維による強化は形状の制限がある |
ゴムのように弾力性のあるエラストマー材質です。熱可塑性と熱硬化性を持っています。
切削では加工が困難な、柔軟性の高い製作物を造形できます。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 機械部品・靴底・義肢など |
注意点 | 造形後の切削加工ができない |
高性能プラスチックであるPEIがベースの材質で、耐熱性と耐薬品性に優れています。
生体適合性もあり、3Dプリンター材質の中で唯一の食品接触認定があります。
さらに、民間航空機内装品の使用認可が下りているため、航空宇宙部品にも使用可能な高性能材質です。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 航空宇宙部品・食品生産部品 |
注意点 | 耐摩耗性が低い |
スーパーエンプラであるPEEK相当材で、耐薬品性と耐摩耗性があります。
さらに強度が高く、耐熱性や真空内でのガス放出を抑えるという特性もあることから、航空宇宙部品でも活用されています。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 航空宇宙部品・最終製品 |
注意点 | 他の材質と比べて高価 |
エンジニアプラスチックのABSに、コーティングをすることで静電気拡散特性を備えた材質です。
そのため、粉末や粉塵が舞う環境下での使用に適しています。
造形方式 | 熱溶解積層方式(FDM方式) |
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用途 | 電子部品製造で使用する治具など |
注意点 | 傷や汚れで静電気拡散特性が劣化する |
液体状の樹脂(レジン)は光硬化性で、光造形方式やインクジェット方式で使用します。
液体を固めることで層の結合が密になり、とても滑らかな表面に仕上がるため、模型などのデザイン性が必要な造形物で活用されています。
紫外線による劣化や変色があるため、屋外使用の際には注意が必要です。
光造形方式の代表的な材質で、滑らかな仕上がりが特徴です。
造形後、薬剤を塗布することで透明処理ができます。
造形方式 | 光造形方式 |
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用途 | 形状確認の試作品・展示用模型 |
注意点 | 強度や耐熱性が低い |
粉末材料は、粉末焼結積層造形方式方式で使用されます。
樹脂だけでなく金属もあるため、金属3Dプリンターでよく活用される材料の形状です。
ポリプロピレンベースで、樹脂材質の中でも軽さが特徴です。
柔軟性と強度を持ち、酸性・アルカリ性を含む耐薬品性にも優れています。
造形方式 | 粉末焼結積層造形方式 |
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用途 | 実験器具・自動車部品 |
注意点 | 収縮が大きいため、反りやすい |
コバルトやニッケルを多く含んでいる特殊鋼です。
時効処理を施すことによって、高靱性と高強度を両立させています。
造形方式 | 粉末焼結積層造形方式 |
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用途 | 航空宇宙部品 |
注意点 | 他の金属材質と比べて高価 |
3Dプリンターで使用する材料は、造形方式によって仕様が異なり、糸状や液体など特徴的な形状をしています。
また、材質についても幅広い種類があり、強度の高さや耐候性といった機能性を持っています。
そのため、用途や使用環境に合わせた材質の選択が重要です。
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その他の材質一覧はこちら→3Dプリント素材
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