どのフィラメントも屋外での使用に適しており、すべてのフィラメントが風雨にさらされても同じように処理できると考えているなら、あなたは間違っているでしょう…しかし、心配しないでください。この記事を書くことにした理由は、太陽や雨にさらされても、3D プリントをできるだけ長持ちさせたいからです。
フィラメントを選択する際に考慮すべきことをすべて説明し、どのフィラメントを使用すべきか、また同様に重要なことですが、どのフィラメントを使用すべきでないかについての私の意見を述べます.
| フィラメント | UV耐性 | 耐熱 | 吸湿性 | 簡単に印刷できますか? | スプール 1kg あたりの価格 |
|---|
| PLA | いいえ | 60℃ | はい | ++++++ | 約 20 ドル |
| ABS | いいえ | 100℃ | はい | ++ | 約 20 ドル |
| PETG | はい | 85℃ | はい | ++++ | 約 20 ドル |
| ASA | はい | 105℃ | やや吸湿性 | ++ | 約 30 ドル |
| ヒップ | いいえ | 90℃ | いいえ | ++++++ | 約 20 ドル |
屋外で使用するフィラメントを選択する際の重要事項 :
紫外線耐性
屋外での使用や展示用に 3D FDM フィラメント プリントを作成する際に考慮すべき重要な要素は、プリントに対する UV ライトの影響です。
紫外線は、時間の経過とともに PLA フィラメント プリントを漂白および分解する傾向があり、色あせやプリントがもろくなる原因となります。劣化が目に見えるようになるまでの時間は、極端な気象条件やプリントの使用状況によって異なります。
PLA フィラメントは高熱条件の影響を受けやすく、溶融や変形の原因となります。また、ABS フィラメントは耐紫外線性がなく、時間の経過とともに日光にさらされると、半透明のプリントから変化し始め、黄色がかった焦げた外観になり、プリントも脆くなります。
PETG および ASA フィラメントは耐紫外線性があり、さまざまな気象条件に耐えることができるため、屋内と屋外の両方での使用に適しています.
耐熱性 (およびガラス転移温度)
さまざまなポリマーのガラス転移温度の計算方法に関しては、温度が物議を醸す可能性があります。結果が異なるいくつかの異なる定義があり、すべてが受け入れられているようです。
ガラス転移温度は、ポリマーが融解または状態変化を開始する温度範囲であると一般に認められています。たとえば、PLA のガラス転移温度は 43.89 ℃ から 62.78 ℃ です。
PLA は、すべての FMD フィラメントの中で最も低いガラス転移温度を持ち、低温耐性を備えています。耐熱性は、プリントが溶融 (プリントの変形) またはひび割れによって悪影響を受ける前に耐えることができる最高温度と最低温度で計算されます。
熱可塑性樹脂は吸湿性であってはなりません
吸湿性のある熱可塑性樹脂は空気中の水分を吸収し、多くの印刷上の問題を引き起こす可能性があります。印刷に対する湿気の影響の重大度は、湿度レベルと湿気に長時間さらされることによって異なります。
通常の条件下では、露出した PLA フィラメントは水分を吸収し、約 150 時間で最大 40 マイクロメートルまで膨張します。各印刷層は非常に細かいため、湿気によってフィラメントの直径が 20 ～ 40 ミクロン増加すると壊滅的になり、印刷は最初から失敗に終わります。
熱可塑性樹脂は吸湿性があってはなりませんが、残念ながら多くは吸湿性です。
3D プリントに使用される熱可塑性樹脂の種類はそれぞれ、吸湿の程度が異なります。通常の状態で保管されたナイロン フィラメントは、わずか 18 時間で水分飽和点に達します。
水分が乗ったフィラメントの影響には、はじける音、泡、押出機のノズルから出る蒸気などがあります。フィラメントはプリント ベッドに付着する能力を失い、ほとんどの場合、プリントは失敗し、柔らかくもろくなります。
エクストルーダーのノズルは、開始が遅れると正常に機能せず、結果として詰まってしまう可能性があります。水分関連の問題を解決するには、温度 (および水分) が制御されたフィラメント保管キャビネットを購入することをお勧めします。ほとんどのプリンターのフィード機構により、印刷セッション中にフィラメントが乾いた状態に保たれます。
印刷は簡単ですか?
PLA フィラメントは、熱要件が低く、二次硬化プロセスにより非常に滑らかな仕上がりになるため、最も簡単にプリントできますが、微細な構造をプリントするには不十分です。
PETG、ASA、およびその他のフィラメントは、より高い温度と加熱されたビルド プレートを必要としますが、プリントするのもかなり簡単です。
ホビイストのフィラメント プリンターはほとんどがオープン プリンターですが、一部のプリンターにはケースが含まれており、印刷環境をより細かく制御できるため、より優れています。
印刷中の加熱および冷却プロセスは、印刷室の周囲温度の影響を受けません。すべてのプリンターがすべてのフィラメント タイプで印刷できるわけではないため、異なるフィラメント タイプを試す前に、お使いのプリンターに新しいフィラメントで印刷する能力があることを確認してください。
すべてのフィラメント タイプが屋外での使用に適していますか?
すべてのフィラメント タイプは屋外での使用に問題ありませんが、UV 耐性がないものは、プリントに UV 耐性エポキシを塗布して製造後に硬化する必要があります。
時間の経過とともにゆっくりと劣化しますが、UV 保護により、まともな寿命が保証されます。
プリントの屋外機能によって寿命が決まります。装飾用のプリントは長持ちする傾向がありますが、機能的な目的を果たすプリントは、プリントの用途によっては寿命が短くなる可能性があります.
アウトドアで使える素材の種類
確かにほとんどのフィラメント タイプは屋外で使用できますが、一部のフィラメント タイプはかなり早くもろくなります。だから、ここに私が最もお勧めするものがあります:
- PETG: PETG フィラメントは生分解性ではありませんが、印刷エンクロージャーを必要としないため、取り扱いが簡単です。追加のボーナスは、耐UV性と耐水性であるため、屋外での使用に優れたフィラメントです.その引張強度は ABS とほぼ同じですが、ABS はより硬く、より堅いプリントを生成しますが、より耐久性があります。 PETG は 80°C のかなり高いガラス転移温度を持ち、緻密なプリントを生成します。印刷を成功させるには、約 70°C の加熱ベッドが必要条件です。
- ASA: ASA は ABS フィラメントに非常に似ていますが、UV 耐性があり、すべての気象条件に耐えることができるという明確な利点があります。 90 ～ 110°C の加熱ベッドが必要で、印刷中の温度変化に敏感なため、プリンターを密閉する必要があります。印刷中は冷却ファンをオフにすることをお勧めします。ガラス転移温度が 100°C のプリントは、耐高温性、耐衝撃性、耐薬品性を備えています。
- ABS: ABS には UV 耐性がないという欠点がありますが、外部条件に対しては PLA よりもかなり優れています。ただし、ASA フィラメントと同じ理由で印刷は困難です。 90°c から 110°c の加熱ベッドが必要で、密閉型プリンターで印刷する必要があります (筐体なしで印刷できますが、より困難です)。 ABS プリントは非常に頑丈で硬いです。機械部品には最適ですが、UV 耐性がないため、屋外での使用が制限されます。
屋外での使用を避けるべきフィラメントの種類
屋外での使用を避けるべき 3D フィラメントには、UV 耐性がないため、ナイロン、PLA、および HIPS が含まれます。紫外線により、プリントは時間の経過とともに色が失われ、もろくなります。
HIPS は食品に安全で毒性がないと言われていますが、少量のスチレンを空気中に放出し、時間の経過とともに健康上の問題になる可能性があります。近くで長時間働いている人に影響を与えます。
屋外での使用に PLA 部品を使用しないほうがよいのはなぜですか?
PLA は耐紫外線性がないため、太陽光の下ではうまくいきません。ただし、安価で生分解性があります (適切な条件にさらされた場合)。
ただし、プリントはもろくなったり壊れたりするため、それほど長くは持ちません。また、PLA はガラス転移温度が 60°C と低いため、高温ではうまく機能せず、40 代半ばの温度で変形し始めます。夏に太陽の下に放置すると、弱い。
吸湿性があるということは、湿気を吸収することを意味し、プリントを弱める可能性がありますが、分解プロセスを早めることはありません.それでも、PLA は他の一般的なフィラメントよりも 4 倍速く分解すると言われています。 PLA は水中で約 90 日以内に完全に分解するという報告がありますが、これは神話です。
PLA がその生分解性ラベルに適合するためには、その目的のために明示的に設計された工業用地で堆肥化する必要があります。数日から数か月かかり、温度は 55 ～ 70°C 以上でなければなりません!
鍋に最適なフィラメント
いくつかのテストを行った後、PLA はしばらくの間は機能しますが、最終的には紫外線のために劣化することがわかりました.したがって、植木鉢を印刷するのに最適なフィラメントは PETG と ASA で、劣化も速くもありません。
樹脂 (フォトポリマー) を屋外で使用できますか?
レジン ベースのプリントは UV 光で硬化します。日光にさらされると硬化プロセスは続きますが、速度は遅くなります。これにより最終的にレジン プリントが硬化し、もろくなり、ひびが入ったり壊れたりします。
いいえ！屋外での使用にはレジンはお勧めしません。
フィラメントを UV 耐性にするにはどうすればよいですか?
耐紫外線性のないプリント素材は、透明な UV 保護ワニスで処理することができ、プリントの上に塗装またはスプレーすることができます。
プリントに摩耗や損傷をもたらす屋外機能がある場合、UV 保護層は時間の経過とともにこすり落とされ、プリント全体の強度が急速に失われます。
紫外線暴露による劣化はゆっくりとしたプロセスであり、紫外線による損傷の最初の目に見える兆候として退色や漂白が起こることを理解するのは良いことです.これに続いて構造が崩壊し、取り扱い時に弱い部分が壊れるフレーキングが発生します。
できれば、屋外プロジェクトには耐紫外線性と耐候性のあるフィラメントを使用してください。印刷物が長持ちすることを知って安心してください。
結論
ご覧のとおり、屋外での使用に最適なフィラメントは、UV 耐性と全体的な高温耐性のため、PETG と ASA です。
PLA は、特にランプ ホルダーのような機能的なものにプリントを使用している場合、暑い日に簡単に変形する可能性があるため、最も悪いものです。>
ABS は、屋外では PLA よりもはるかに優れていますが、それでも PETG や ASA には及びません。
この情報がお役に立てば幸いです。いつものように、素晴らしい一日をお過ごしください!
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