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3Dプリンターのフィラメントの種類【材質別に解説】
フィラメントとは、FDM（熱溶解積層方式）の3Dプリンターに使われる材料のことです。
FDMはアメリカの「ストラタシス社」が1980年代に特許取得した技術でした。しかし、2009年にFDMの基本特許権利期間が終了したため、多くの企業が家庭用3Dプリンター製造に乗り出したのです。
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- PLA
- ABS
- PETG
- ポリカーボネート
- その他の種類
PLA
PLAは「Poly-Lactic Acid（ポリ乳酸）の頭文字を略したもの。ジャガイモ・トウモロコシ・タピオカなどに含まれるデンプンを原料としたバイオプラスチック素材のことです。
PLAのメリット・デメリット
PLAのメリット・デメリットは以下です。
▼PLAのメリット・デメリット一覧
| メリット | デメリット |
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PLAが向いている造形
PLAは試作品やモックアップ（外見を実物そっくりに似せて作る実物大の模型）の造形に向いています。
寸法安定性が高いため、他のフィラメントでは反ってしまうような大きさの造形物でも正確に作ることができるからです。
他にも、家庭で楽しむ模型やおもちゃを造形するには最適といえるでしょう。
PLAの特性まとめ
- 寸法安定性に優れている
- 大きいサイズの造形も安定
- ニオイが少ない
- 初心者におすすめ
- 壊れやすい
- 熱に弱い（反りやすい）
ABS
ABSは合成樹脂の一種で、「Acrylonitrile Butadiene Styrene（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）」の頭文字の略です。
3Dプリンター用の材料では最も一般的なものになります。
ABSのメリット・デメリット
ABSのメリット・デメリットは以下です。
▼ABSのメリット・デメリット一覧
| メリット | デメリット |
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ABSが向いている造形
ABSは治具・工具の製作に向いています。治具とは加工・組立・検品を行う際に、部品や工具の位置を決めて固定・誘導する道具のことです。
治具にはしっかりと固定するための強度や耐久性が必要なため、強度の高い造形物が制作できるABSが向いています。
また、プロダクト製造の現場では、機能性プロトタイプの製作においてABSは最も真価を発揮します。機能性プロトタイプとは、外観だけ似せた模型のモックアップとは違って外観も機能性も似せた試作品のことです。
最終品を作る前段階の物性試験（落下させたり、反復動作を行わせる）などは、耐久性の高いABSで製作したプロトタイプが最適といえるでしょう。
ABSの特性まとめ
- 劣化せずに長期間に渡って使用することができる。
- 高温（70℃～100℃程度）での環境にも強い。
- 衝撃耐性が高い
- 酸・アルカリなどの薬品による変化が少ない。
- 引っ張っても破れにくい
- ねじったり曲げたりしても壊れにくい
- 熱収縮性が強いため造形中に反りやすい
- ニオイが強い
PETG
ペットボトルの材料でも知られるPET（ポリエチレンテレフタレート）にグリコールを加え、3Dプリンター用フィラメントに応用したものがPETGです。
PLAとABS両方の強みをあわせ持った、まさに「いいとこ取り」のフィラメントといえます。
PETGのメリット・デメリット
PETGのメリットとデメリットは以下です。
▼PETGのメリット・デメリット一覧
| メリット | デメリット |
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PETGが向いている造形
PETGは外見が半透明で光沢があるのが特徴です。そのため、半透明の造形物を作るのに適しています。
また、「スナップフィット」の部品作成にも使用することができます。スナップフィットとは「材料の持つ弾性を利用してはめ込み固定すること」で、金属やプラスチックの接合方式の1つです。
スナップフィット部品を作るには耐久性や強度の高い素材が必要なため、PETGが最適といえます。
PETGの特徴まとめ
- 強度に優れている
- 耐衝撃性・耐久性が高い
- プリント適正に優れている（反りやゆがみが少ない）
- 耐熱性も高い（80℃程度）
- 半透明で光沢がある
ポリカーボネート
ポリカーボネートとはエンジニア・プラスチックの部類に入る高性能フィラメントです。
エンジニア・プラスチックとは、通常のプラスチックよりも強度・耐熱性の高いプラスチックを指します。
本来は金型や切削加工にしか利用できなかったエンジニア・プラスチックが3Dプリンター用フィラメントに登場したことで、個人のモノづくりの幅が大きく広がったといわれています。
ポリカーボネートのメリット・デメリット
ポリカーボネートのメリット・デメリットは以下です。
▼ポリカーボネートのメリット・デメリット一覧
| メリット | デメリット |
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ポリカーボネートが向いている造形タイプ
ポリカーボネートは機能性プロトタイプの造形に向いています。
ポリカーボネートは強くて硬いうえに、ねじりや曲げに対する耐久力が他のフィラメントをはるかに上回っています。機能性のテストに使われる機能性プロトタイプには最適です。
また、造形後の表面加工が容易で仕上がりもキレイなので、試作品だけでなく最終品の製作にも向いています。
ポリカーボネートの特性まとめ
- フィラメントのなかではトップクラスの性能
- 長期間劣化せずに安定して使用可能
- 高温の環境（100℃程度）に強い。
- 衝撃耐性はABSの約5倍
- 引っ張っても破れにくい。
- ねじったり曲げたりしても壊れにくい
- 金属パーツの代替品にも利用可能
- 表面加工がキレイに仕上がる
- 透明性が高い
- 扱いが難しい
その他の種類のフィラメント
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▼その他の種類のフィラメント一覧
| 概要 | メリット | デメリット | 向いている造形 | |
| ASA | ABSのB（ブタジエンゴム）の代わりにA（アクリレート）を用いて作られるフィラメント | 耐候性（※）に優れている | 造形後の乾燥が必要 | 外装、カバーなど |
| ナイロン | 「ナイロンポリアミド」のフィラメント材料 | 強度が高く、耐熱性・耐摩耗性・耐衝撃性に優れている | 簡単に水を吸うため、吸湿すると造形ミスが起きやすい | オールラウンド |
| ゴム（TPU） | 熱可塑性ポリウレタン（TPU）がベースのゴム状フィラメント | 引張強度が高く、柔軟性に優れている | ・専用ノズルが必要
・プリンターの調整が細かい |
耐衝撃性・柔軟性が必要なもの |
| PVB | 造形後に専用の研磨機器で表面を滑らかに仕上げられるレイヤーフリーフィラメント | 研磨機器の使用で積層の跡を目立たなくできる | 造形後の乾燥が必要 | 表面に滑らかさが必要なもの |
| 金属配合フィラメント | PLA樹脂をベースに銅・アルミなどの金属パウダーを配合 | 造形物に金属系の質感を出すことができる | ノズルが詰まりやすい | アート、模型 |
| 木材 | 本物の木材が配合されたもの、PLAで木の質感を再現したものの2種類がある | ・造形物に木材系の質感を出すことができる
・本物の木材配合のものは、木の香りがする |
ノズルが詰まりやすい | アート、模型 |
※屋外で使用した場合に、変形・変色・劣化などの変質が起きにくい性質
3Dプリンターのフィラメントおすすめ比較【種類別】
3Dプリンター用フィラメントのおすすめを種類別に比較します。
比較ポイントは以下です。
- 価格
- 使いやすさ
- 強度
- プリント安定性
- 寸法精度
- Amazonカスタマー評価
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PLAのおすすめ比較
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▼おすすめPLAフィラメント比較表
| Pursament | PolyLite PLA | TINMORRY | |
| 価格 | 3,990円 | 4,480円 | 2,499円 |
| 使いやすさ | ◯ | ◯ | △ |
| 強度 | ◎ | ◯ | ◯ |
| プリント安定性 | ◯ | ◎ | ◯ |
| 寸法精度 | ±0.02mm | ±0.05mm | ±0.03mm |
| Amazonカスタマー評価 | 4.6 | 4.3 | 4.4 |
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PLAおすすめ比較の結論
・強度の高い造形物を作りたいならPursament PLAフィラメント
・余計なトラブルを回避してスムーズに造形したいならPolyLite PLAフィラメント
・価格の安さで選ぶならTINMORRY PLAフィラメント
ABSのおすすめ比較
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▼おすすめABSフィラメント比較表
| Pxmalion | PeachClover | 三菱ケミカルメディア Verbatim | |
| 価格 | 2,580円 | 1,980円 | 3,608円 |
| 使いやすさ | ◯ | △ | ◯ |
| 強度 | ◯ | ◯ | ◎ |
| プリント安定性 | ◎ | ◯ | ◯ |
| 寸法精度 | ±0.03mm | ー | ±0.05mm |
| Amazonカスタマー評価 | 4 | 3.6 | 3.8 |
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ABSおすすめ比較の結論
・強度の高い造形物を作りたいなら三菱ケミカルメディア Verbatim ABSフィラメント
・造形物の仕上がりを重視するならPxmalion ABSフィラメント
・価格の安さで選ぶならPeachClover ABS フィラメント
PETGのおすすめ比較
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▼おすすめPETGフィラメント比較表
| OVERTURE | SainSmart | REPRAPPER | |
| 価格 | 2,680円 | 3,299円 | 2,488円 |
| 使いやすさ | ◎ | ◯ | ◯ |
| 強度 | ◯ | ◯ | ◯ |
| プリント安定性 | ◯ | ◎ | ◯ |
| 寸法精度 | ±0.05mm | ±0.02mm | ±0.03mm |
| Amazonカスタマー評価 | 4.5 | 4.3 | 3.8 |
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PETGおすすめ比較の結論
・現在使っている3Dプリンターとの互換性重視ならOVERTURE PETGフィラメント
・造形物の仕上がりを重視するならSainSmart PETGフィラメント
・コストパフォーマンス重視ならREPRAPPER PETGフィラメント
ポリカーボネートのおすすめ比較
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▼おすすめポリカーボネートフィラメント比較表
| Longsell | 3D BEST-Q | Polymaker | |
| 価格 | 3,099円 | 4,999円 | 6,046円 |
| 使いやすさ | ◯ | ◯ | △ |
| 強度 | ◎ | ◎ | ◎ |
| プリント安定性 | ◯ | ◯ | ◎ |
| 寸法精度 | ー | ±0.03mm | ±0.02mm |
| Amazonカスタマー評価 | 4 | 5 | 4.6 |
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ポリカーボネートおすすめ比較の結論
・価格の安さ重視ならフィラメントLongsell ポリカーボネートフィラメント
・造形物の強度を重視するなら3D BEST-Q ポリカーボネートフィラメント
・3Dプリント上級者で、全てにクオリティを求めるならPolymaker ポリカーボネートフィラメント
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まとめ
- 主に使われるフィラメントの種類はPLA、ABS、PETG、ポリカーボネートの4種類
- PLAは使いやすいが強度が低い
- ABSは強度が高いが反りやすい
- PETGはPLAとABSのいいとこ取り（強度が高く反りにくい）
- ポリカーボネートは最も性能が良いが、造形難易度が高い
- 3Dプリント初心者にはPLAがおすすめ
- PLAのおすすめはPursament、PolyLite PLA、TINMORRY
- ABSのおすすめはPxmalion、Peach Clover、三菱ケミカルメディア Verbatim
- PETGのおすすめはOVERTURE、SainSmart、REPRAPPER
- ポリカーボネートのおすすめはLongsell、3D BEST-Q、Polymaker
