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「Onyx(オニキス)」は、MarkForged社の3Dプリンターで使用できる材質です。
靭性と強度を兼ね備えており、優れた特性を持っています。
本記事では、Onyxの詳しい特徴と、強度をさらに高める方法について解説します。

Onyxの特徴

Onyxは、ナイロンにカーボン粉末を混ぜ込んだ材質です。
以下で、Onyxの特徴を紹介します。

※測定値は保証値ではなく参考値です。

高強度と靭性

ナイロンが持つ靭性に、カーボンを混ぜることにより、剛性と耐衝撃性が付与された特殊な材質です。
高強度と靭性を兼ね備えた造形物ができるため、試作品だけでなく、機械部品の製作にも適しています。

耐熱性と耐薬品性

Onyxは、耐熱性のあるナイロンにさらに剛性を持ったカーボンが配合されているため、
最大145°の高温まで耐えることができます。
また、ベースのナイロンは耐薬品性にも優れており、油や化学薬品にも強い性質があります。

軽量と精度の高さ

Onyxは、強度がありながら軽量という特徴もあります。
そのため、軽量化が必要な際、金属部品の代替として使用されることもあります。
また、フィラメントが細いため、表面は比較的滑らかに仕上がります。

Onyxの強度をさらに上げるには

Onyxは、内部にファイバー(強化繊維)を充填することで、
アルミニウム合金と同等の強度に高めることができます。

切削用樹脂にもFRP(Fiber Reinforced Plastics)と呼ばれるファイバー入りのものがありますが、
破断したファイバーを混ぜ込んでいるため、繊維と並行方向の負荷に弱くなります。

一方で、Onyxの造形時には、破断されていない長繊維のファイバーを充填できるため、
さらに高い強度にすることができます。

ファイバーの充填方法

MarkForged社の3Dプリンター専用ソフト「Eiger」で、ファイバーを充填する箇所の調整ができます。
ただし、ファイバーを入れるには造形物にある程度の厚みが必要なため、
形状によっては入れることができない場合があります。

青い部分がファイバー。必要な強度に応じて量や箇所を調整できる。

3Dプリンターの造形テーブル上部の赤丸の箇所が、ファイバーセット部分。

ファイバーは細いノズルから排出され、太いノズルからはフィラメントが出る。

Onyxに使用できるファイバー

Onyxに充填できるファイバーは、4種類あります。
「カーボンファイバー」「ケブラーファイバー」「グラスファイバー」「高耐熱グラスファイバー」です。
それぞれの特性について、詳しく解説していきます。

カーボンファイバー

カーボンファイバーは、4種類のファイバーの中で最も強度が高い繊維です。
特に、曲げ強度はアルミニウム合金6000番台と同等の強さになります。

ケブラーファイバー

ケブラーファイバーは、耐衝撃性と高い靭性を兼ね備えた特殊繊維です。
造形物に耐衝撃性を付与できるため、重さがかかるパーツの製作での充填が適しています。

グラスファイバー

グラスファイバーは、ガラスを溶かし長い繊維状にしたものです。ABSの10倍の強度に造形できます。
また、他のファイバーと比べて安価なため、カーボンファイバーの代替としても使用されます。

高強度高温グラスファイバー

高強度高温グラスファイバーは、高い強度と耐熱温度の高さが特徴です。
高温での環境で使用するパーツの製作の際に、充填される事が多いファイバーです。

Onyx加工事例

まとめ：高強度なOnyxはファイバーでさらに強く！

MarkForged社の3Dプリンターで使用される「Onyx(オニキス)」は、強度と靭性を兼ね備えた高機能材質です。
さらに、造形物の内部にファイバーを充填することによって、さらに強度を高めることができます。
また、強度の高さだけでなく造形精度も高いため、試作品や治具だけでなく、最終製品の造形にも適した材質です。

3Dプリンター出力で試作・部品製作を検討中の方へ

DDD FACTORYでは、Onyxでの造形とファイバーでの内部強化にもご対応しております。
用途や目的に合わせた形で、充填方法のご提案いたします。

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