ABSプラスチックを使用した3D印刷：知っておくべきことすべて

アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS） は、3D印刷で最も人気のある熱可塑性プラスチックの1つです。 ABSは、その頑丈さ、高い耐熱性、耐摩耗性、および比較的低コストのおかげで、さまざまな民生用および産業用アプリケーションで一般的に使用されています。 ABSは、もう1つのお気に入りの熱可塑性プラスチックであるPLAよりも強力で耐久性があることでも知られていますが、操作には少し注意が必要です。

今日のチュートリアルでは、ABSを使用した3D印刷の利点と制限について説明し、一般的な問題を克服し、ABSを使用した3D印刷を可能な限り簡単なプロセスにするためのヒントも示します。

ABSを使用した3Dプリントを行う理由

• 強力な機械的特性： ABSは、特にPLAと比較した場合、優れた機械的特性を備えています。その靭性、耐久性、延性により、「摩耗」用途に最適な材料になっています。 PLAとは異なり、ABSは高温にも耐えることができ、破断点伸びが優れています。

• 後処理： ABSは、さまざまな後処理技術に適しています。サンディング、塗装（アクリル絵の具を使用）、接着、フライス盤、穴あけ、切断–これらの後処理ステップはすべて、ABS部品を使用して実行できます。アセトンに可溶なプラスチックであるため、ABSはアセトンで滑らかにして、光沢のある表面仕上げを実現することもできます。
• 新素材： ABSを使用して、特性が強化された材料を作成できます。このような材料には、いくつか例を挙げると、生体適合性、導電性、半透明性などの特性が含まれます。ナイロンと同様に、ABSを他の材料と混合して、機械的特性を向上させることもできます。強度と耐熱性に優れたPC-ABS（ポリカーボネート-ABS）。
• 精度： ABSを使用した3D印刷により、寸法的に正確な部品を作成できます。 、ABS印刷は、1.2 mmの最小機能で寸法が正確になる傾向がありますが、プリンタの設定と部品の複雑さが主に精度のレベルを決定することに注意してください。

ABSを使用した3D印刷の制限は何ですか？

• ABSは吸湿性です 、空気から湿気を吸収することを意味します。正しく保管されていない場合、湿気のあるABSフィラメントは、印刷品質の低下や、ノズルの詰まりによる印刷プロセスの失敗につながる可能性があります。

• ABS素材は、日光に長時間さらされると損傷する可能性があり、印刷の品質に悪影響を及ぼします。したがって、直接紫外線にさらされるアプリケーションでは、ASAなどの耐紫外線フィラメントを選択することをお勧めします。

• ABSを使用する場合は、印刷物がゆっくりと冷えるように、適切な温度設定が必要です。ゆっくりとした冷却プロセスは、部品の亀裂を防ぎ、層の接着性を向上させる役割も果たします。ただし、適切な温度の管理には少し時間がかかり、試行錯誤が必要になる場合があります。
• 加熱すると、ABSは強烈で臭いのある煙を放出し、刺激や頭痛を引き起こす可能性があります。したがって、ABSを使用した3D印刷には、換気の良い作業スペースが必要です。ただし、利用可能な多くのFDM 3Dプリンターには、エンクロージャーまたはフィルターのいずれかと、ヒューム抽出用のファンが装備されています。

• 印刷プロセス中の急激な温度変化も、反りや収縮などの印刷の問題を引き起こす可能性があります。ただし、これらの影響は、以下で説明するヒントに従うことで最小限に抑えることができます。

一般的なアプリケーション

ABSは、汎用3D印刷に適したフィラメントです。この材料の一般的な用途には、機能的なプロトタイピング、コンセプトモデリング、工具の製造、および一部の最終用途部品が含まれます。

熱安定性、延性、機械加工性などのABS特性により、エンジニアや研究部門向けの低コストのプロトタイプや建築モデル、さらには電気自動車向けの低コストの医療用補綴物、ツールハンドル、さらにはプラグホルダーの製造に最適です。この素材は、LEGOブロックなどの3Dプリントされたおもちゃにも含まれています。

その電気絶縁特性のおかげで、ABSフィラメントを使用して電子機器の筐体を作成できます。自動車業界では、ABSを使用して、治具や固定具などのツールを製造したり、車内のコンポーネントをカスタマイズしたりしています。 2014年、ローカルモーターズは、カーボンファイバーで強化されたABSを使用して、車のフレームとボディ全体を3Dプリントしました。

ヒントとコツ

基本的な印刷要件：

押出機の温度： 220〜250°C
プリントベッドの温度： 95-110°C
エンクロージャー： 強くお勧めします
プリントベッドカバー： 推奨（カプトンテープ、ABSスラリー）

• ABSは温度変化に敏感であり、これにより材料が収縮する可能性があります。このため、ABSで印刷する場合は、加熱された印刷ベッドが必須です。収縮を防ぐために、プリントベッドが110ºCに加熱されていることを確認してください。また、急激な温度変化を防ぐために、3Dプリンターにエンクロージャーを設けることをお勧めします。

• 原則として、パーツの最初の数層を10〜20度高い温度で印刷して、層がプリントベッドに適切に付着するようにすることをお勧めします。

• 層の接着性を高めるために、プリントベッドをカプトンテープで覆うことも検討してください。これにより、後でプリントベッドを掃除するのも簡単になります。別のオプションとして、ABSスラリーがあります。ABSフィラメントをアセトンと少し混ぜて、印刷する前にプリントベッドに広げます。

• より大きなABSプリントも、反りによって悩まされる可能性があります。これを防ぐには、パーツの設計に下端の周りの追加のつばを考慮に入れます。つばは、最初の数層のパーツに取り付けられている材料のリングをいくつか追加します。つばは、層の接着性を高め、カールを防ぎます。オブジェクトが完成したら、つばを簡単に取り除くことができます。

• ABSは加熱すると刺激性の煙を発生するため、換気の良い場所で印刷してください。

• ABSフィラメントは湿気を吸収するため、空気や水に長時間さらさないでください。劣化を防ぐために、フィラメントロールを密閉容器に入れて涼しく乾燥した場所に保管することが重要です。

ABSを使用した3D印刷では、アプリケーションに適した設定を見つけるため、最初は時間と労力がかかる場合があります。ただし、それにもかかわらず、ABSにはさまざまな利点があり、その低コストと相まって、消費者向けおよび産業用アプリケーションに最適な材料になっています。