プロダクトに最適な素材選び

ものづくりでは、その製作物の形状や特徴、利用用途や利用スパンなどから最もその製作物に適した素材を選ぶ必要があります。今からその素材をすべて覚えるということは容易ではありませんので、トライ・アンド・エラーを繰り返して、最適な素材を見つけるのも近道かもしれません。

しかしながら、まったく無知なままでいるよりもある程度の知識があった方が素材選びが捗るかと思います。低価格帯であるパーソナル3Dプリンターの多くはABS樹脂とPLA樹脂という素材を使用しています。パーソナル3Dプリンターで使用される素材がどういった特徴があるのかを知っておきましょう。また、個人向けの3Dプリンター出力サービス「shapeways」でも、出力する素材を選ぶことができます。そこにあげられている素材群についても簡単に紹介していきます。

ABS樹脂とPLA樹脂の特徴

ABS樹脂とは

ABS樹脂は粘着性があり、強度があるのが特徴です。日用品や雑貨などの造形に適しており、パーソナル3Dプリンターの多くはABS樹脂を採用しています。ABS樹脂はその性質からサンドペーパーや紙やすりなどもかけやすく、プラスチック用の塗料などの塗装もしやすいです。

しかし、熱による変形が激しく、高温で溶かしたABS樹脂は冷めてくると収縮してしまう性質があります。そのため、大きい形状のものは作成途中で歪みが生じやすく、変形する恐れがあります。

PLA樹脂とは

PLA樹脂は植物性由来の樹脂で、そのため3Dプリンタで出力しても樹脂のにおいが気になりません。ABS樹脂とは違い、低い温度で溶けるので冷えることでの歪みが生じません。

PLA樹脂の短所は弾力がなく、強固なところです。そのため、ABS樹脂のように研磨などの加工作業が非常に困難で、塗料もうまく馴染みません。また、造形する際の温度が低いため、造形物自体が熱に弱く、その利用用途や使用場所に制限がでてきます。

ABS樹脂とPLA樹脂対応の3Dプリンタの注意点

PLA樹脂からABS樹脂の交換は問題ないのですが、ABS樹脂からPLA樹脂に交換する際、注意が必要になります。先述のように、ABS樹脂の方がPLA樹脂よりも高い温度で溶けます。高い温度でABS樹脂がノズルからすべてなくなるよう、PLA樹脂で押し出します。この際、温度を変えず、高温のまま放置しないよう注意してください。PLA樹脂は植物由来のため、焼けて炭化してしまい、ノズルから排出できなくなります。このように素材の特性を理解しておけば、トラブルを回避することができます。

shapewaysの素材

3Dプリンター出力サービスのshapewaysでは、以下の10種類の中から素材を選ぶことができます。

shapewaysの素材一覧

Strong&Flexible Plastic

最も人気のあるナイロン樹脂です。この素材は強度があり、細部にわたる装飾の再現性も高く、ほぼ何にでも使用できます。iPhoneケースやジュエリーなど幅広く応用が可能です。

Alumide

アルミニウム粉塵から成るナイロン樹脂です。ジュエリーや奇抜な形状のものに最適です。樹脂ですが、金属のつや消しのように仕上がります。

Detail Plastic

アクリルをベースとした感光性樹脂です。比較的小さく、細部の再現性にこだわりたいプロダクトに最適です。表面は滑らかで、少しだけ光沢のある仕上がりになります。

Frosted Detail Plastic

Detail Plasticは光沢がある仕上がりですが、この素材はつや消しの質感ですが、表面は滑らかで、半透明なのが特徴です。

Stainless Steel

ステンレススチールなので、ジュエリーや耐久性を要するプロダクトに最適です。表面は小さな穴が散財しており、ざらざらしていますが、光沢のある仕上がりになります。

Sterling Silver

Sterling Silverは純銀です。上品で光沢のある仕上がりになるので、ジュエリーを作成するにはこの素材が最も適しています。

Gold Plated Brass

金のメッキの黄銅です。この素材は強度もあり、細部の再現性も高く、光沢があり高級感のある仕上がりになるため、貴金属で表現したいプロダクトに最適です。

Elasto Plastic

オフホワイトの色合いで、この素材の最大の特徴はとても柔軟性が高いことです。ざらざらとした質感ですが、そのやわらかさから、ちょっとした靴などをつくることができます。

Full Color Sandstone

プロダクトを石膏粉末でつくります。10種類の素材の中で唯一着色ができるものです。光沢はなく、粘土のような質感に仕上がります。

Ceramic

プロダクトを陶器にしてくれます。安全性が高いので、食器やコップなどもつくることができます。光沢のある陶器で、色のバリエーションも豊富です。

出力できる素材を知ってから、作成するプロダクトを決めていくのもいいかもしれません。素材を知った上で、自分だけの特別な食器がつくってみたり、プレゼント用に自分がデザインしたアクセサリーを作成してみたりと、素材から逆算して構想を練っていけます。