HIPSフィラメント vs PLA、PETG、ABS：3Dプリントに最適なのはどれ？

HIPSやPVAフィラメントといったサポート材料グループの導入が、プロフェッショナルと愛好家の3Dプリントプロジェクトの進め方に革命をもたらしました。

また、この新技術により、3Dプリント愛好家がこれまでプリントできないと思っていた複雑なモデルを試作・プリントすることが可能になりました。

さらに、HIPSフィラメントやPVAフィラメントといった溶解性サポート材料により、曲面と空洞を持つ複雑な3Dオブジェクトのプリントが可能になります。

サポート材料の機能性は3Dプリント愛好家を興奮させます。例えば、3Dプリントオブジェクト完成後、溶解剤の中に入れるだけでサポート材料が溶け、高品質な3Dプリントが残ります。

本記事は、HIPSフィラメントについての詳細情報を提供します。HIPSフィラメントは市場で最も有名かつ高使用率の3Dプリントサポート材料の一つです。

HIPSフィラメントとは？

HIPSはHigh Impact Polystyrene（高衝撃性ポリスチレン）の略です。3Dプリント業界でサポート材料として使用される溶解性フィラメントです。溶解性があるため、リモネンという溶液を使って3DモデルからHIPSフィラメントを簡単に除去できます。

以前は、ABSフィラメントなどの3Dプリンターフィラメントで正常にプリントできても、最終オブジェクトの表面とエッジを磨いたりサンディングしたりして品質を高める必要がありました。

溶解性サポート材料としてHIPSが高品質プリントの生産を支援するため、そのような手間は不要になりました。

HIPSフィラメントの特徴

HIPSフィラメントは、ほとんどの3Dプリント愛好家に人気のいくつかの優れた品質を備えています：

• 優れた高品質耐衝撃性
• ABSフィラメントのサポート材料として使用
• リモネン（Amazonでチェック）で溶解可能
• 安価で使いやすいため、クイックプリントの評価に使用
• 材料機械的特性により光沢のある表面と良い手触り
• 低コストフィラメント
• 優れた美的品質

HIPSフィラメントのデメリット

• ヒートチャンバーの設置が必要
• 機能にはヒートベッドが必要
• 換気が必要
• プリント温度が高い

HIPSハードウェア要件

• ヒートベッドが必要
• デュアルエクストルーダープリンターが必要（Amazonでチェック）
• ビルドサーフェスが必要
• ファンなどの冷却装置が必要

HIPSフィラメントの使用方法

HIPSフィラメントを使用した3Dプリントには、ベッド温度90〜110℃の3Dプリンターが必要です。その結果、一部のマシンではベッド密着問題が発生する可能性があります。

また、高いベッド温度を達成するのは困難です。したがって、対策としてカプトンテープ（Amazonでチェック）を使用し、HIPSフィラメント使用時の正しいベッド密着を実現できます。

ヒートチャンバー内の温度をHIPSフィラメント要件に合わせて正しく調整する必要があります。

PETGはPLAより強いか？

PLAフィラメント

ポリ乳酸（PLA）は、サトウキビやコーンスターチなどの再生可能有機資源から製造される熱可塑性モノマーで、人気の3Dプリントプラスチック材料です。

PLAフィラメントはバイオマス資源を生産に使用するため、化石ベースのプラスチックフィラメントとは化学的特性が異なります。

PLAフィラメントの物性

• 熱変形温度：52℃
• 材料密度：1.24 g/cm³
• 材料引張強度：50 MPa
• 材料曲げ強度：96.1
• 材料収縮率：0.37〜0.41%

PETGフィラメント

PETGはポリエチレングリコールの略です。また、PETGは耐久性、製造成形性、耐薬品性を提供する熱可塑性ポリエステルです。

よく見ると、PET（ポリエチレンテレフタレート）の採用版として生まれたことがわかります。「G」はグリコールを表し、3Dプリントオブジェクトに光沢のある外観と良い手触りを与える分子特性を追加する役割を果たします。

PETGフィラメントの物性

• 熱変形温度：69℃
• 材料密度：1.04 g/cm³
• 材料引張強度：50 MPa
• 材料曲げ強度：88.9
• 材料収縮率：0.8%

PLAとPETGの比較

PLAとPETGの両方はポリエステルプラスチックグループに属します。また、他のFDM 3Dプリントフィラメント（Amazonでチェック）と同様に熱可塑性グループに属します。

フィラメントの熱可塑性特性は、特定温度レベルに曝露されると軟化します。また、これら両フィラメントは1.75mmと2.85mmの両径で見つかります。

• 物理的強度

PETGはPLAフィラメントより高い物理的強度を誇ります。

• 耐温性

PETGの耐温性はPLAより高いです。PETG耐温性は75℃と記録され、PLAの55℃より高いです。

• 屋外使用

PETGフィラメントは屋外の天候と太陽をPLAフィラメントよりはるかに良く扱います。ただし、塗装することでPLAを厳しい気象条件下でより耐久性高くできます。

塗装はPLAフィラメントを悪天候から保護する知られた対策です。

• デュアルエクストルーダープリンター

サポート材料により3Dプリンターは高品質プリントを生成できます。したがって、メイン3Dプリンターフィラメントに適したサポート材料を選ぶことが、プリント品質向上の鍵となります。

この点では、PLAはPETGフィラメントより幅広い互換性のあるサポート材料を楽しんでいます。

HIPSフィラメント vs ABS

ABSフィラメント

PLAフィラメントとともに、ABSフィラメントは3Dプリント業界で最も人気があり広く使用されているフィラメントの一つです。

ABSはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンの略です。また、加熱時に成形され、急速冷却で固化する熱可塑性特性を楽しんでいます。

さらに、多数の形状を取れ、品質を維持できるため、従来の3Dプリントメーカーと3Dプリント愛好家にとって魅力的です。

ABSフィラメントのメリット

• 耐久性のある熱可塑性品質
• 耐久性、抵抗性、製品衝撃をテストしながら、ラピッドプロトタイピングとアディティブ・マニュファクチャリングの両方で使用
• 優れた電気絶縁品質
• 高温耐性品質
• 高引張強度
• アセトンでABSフィラメントを処理して最終製品を滑らかで光沢あるものにできる

一方、溶解性HIPSをABSフィラメントと共に使用できます。理想的には、ABSがメインフィラメントとして3Dプリントをサポートする際に使用され、HIPSをリモネンで溶解してHIPS除去時のマークから3Dオブジェクトを解放できます。

より重要なのは、HIPSがABSで一般的に見られる多くの品質を宿している点です。したがって、HIPSをABSフィラメントの好ましいデュアルエクストルージョンパートナーにしています。

HIPSフィラメントはABSより寸法的に強力でわずかに軽い機械的特性を誇ります。

したがって、この特定の特性により、軽量化が恩恵をもたらす用途で摩耗するパーツにHIPSが好ましい選択肢となります。

HIPSフィラメント vs PETG

PETGプラスチックフィラメント

PETGはポリエチレンテレフタレートグリコールの略です。3Dプリント業界で耐久性とユーザーフレンドリーさで有名なコポリエステルです。

PETGの「G」はグリコール修飾を表し、最終3Dオブジェクトを透明にし、ガラスのような光沢特性を楽しめる分子特性です。

例えば、PLAの使いやすさを取り入れつつ、同時にABSの剛性と機械的特性を楽しんでいます。

PETGフィラメントのメリット

• 優れた熱可塑性特性により、プリント温度まで容易に加熱し、特定形状に成形可能
• 反りや収縮が起きにくい
• 透明性が優先されるパーツに適用可能
• 光沢表面仕上げの高強度機械部品の成形に使用

PETG稼働条件

• ヒートベッド温度：60〜80℃
• ノズル稼働温度：230〜250℃

PETGフィラメントの物性

• フィラメント密度：1.27 g/cm³
• 引張強度：7250 PSI
• 硬度：106
• 軟化温度：85℃

PETG vs HIPS

本記事で2つのフィラメント、PETGとHIPSの物性を見たことで、両者を比較する興味深い展望が開けます。

HIPSは独自のプリントフィラメントとして、また3Dプリントプロセスのサポート材料として使用できます。しかし、PETGはプリント用であり、3Dプリントサポート材料ではありません。

2つのプラスチックフィラメントはともに素晴らしい耐衝撃性を示し、さまざまな3Dプリント業界で多くの用途を引き付けます。

最終製品により良い剛性を提供する点では、HIPSがPETGを逆転させます。しかし、同じ品質がHIPSを2つの間でより脆いフィラメントにしています。

3Dプリント用語では、引張強度とは高温時に破断に抵抗するフィラメントの能力を意味します。この点では、PETGがHIPSフィラメントを上回り、PETGフィラメントの2倍以上の引張強度を誇ります。

さらに、HIPSは半透明の白い外観とマット仕上げを3Dプリントに与えます。また、着色性が良いためさまざまな色で生産可能です。

対照的に、PETGは透明で、その製品は優れた透明性を楽しんでいます。

HIPSはPLAと併用できるか？ PLAより優れているか？

HIPSをPLAと併用できます。HIPSを溶解する化学薬品であるリモネンがPLAフィラメントに影響しないためです。

PLA材料がノズル温度180℃でプリントするのに対し、HIPSは230℃のより高い温度でプリントします。

したがって、プリント中に2つのプリント温度のバランスを取るのは、確かに複雑な作業になる可能性があります。その結果、PLAフィラメントがHIPSに付着せず、失敗に終わる恐れがあります。

両プラスチックフィラメントの機械的特性を深く見ると：

弾性引張

HIPS 1.9、PLA 3.5

破断伸び

HIPS 4%、PLA 6%

極限引張強度

HIPS 32、PLA 50

剛性/重量

HIPS 40、PLA 40

強度/重量

HIPS 8.5、PLA 11

上記統計は、PLAが2つの3Dプリントフィラメント間でより強靭なフィラメントであるという論理的結論を導きます。したがって、より良いフィラメントに見えるかもしれません。

しかし、3Dプリントプロフェッショナルと愛好家には、他の3Dプリンターフィラメントが満たせる異なるニーズがあります。

特定のニーズに最適なフィラメントが、異なる要件と用途で最適とは限りません。

HIPSフィラメントは有毒か？

HIPSフィラメントは加熱時に有毒ガスを放出する機械的特性を持っています。したがって、加熱されるとスチレンを少量環境に放出します。

これらの排出は健康にかなり有害であり、それらから身を守る予防措置を取る必要があります。

この課題に対処するには、オフィスやワークショップに特殊なフィラーシステムを設置できます。また、室内換気を増やせば、設置されたフィラーシステムが自動的に活性化します。

さらに、プリンターエンクロージャーを購入または自作して、3Dプリント中に有毒ガスから身を守れます。

トップ3 HIPSフィラメントブランド

1) Fillamentum Extra Fill

このHIPSフィラメントブランドはチェコ共和国から来ています。Fillamentum Extra FillはHIPSフィラメントを含む高品質3Dプリント材料を顧客に提供します。

5つの異なる色合いで製品が見つかり、3D愛好家は利用可能なオプションから幅広い色を選べます。メーカーはFillamentum Extra Fillブランドの技術的側面についても十分な情報を提供しています。

また、このブランドのメーカーはレモネンサルという溶解液を3D愛好家に提供しています。溶解液は315mlと625mlボトルで提供されます。

ブランド特徴

• プリンターノズル温度：230〜250℃
• プリンターベッド温度：90〜105℃
• スプールサイズ：1.75mmと2.85mm径の750g
• 色：シグナルレッド、スカイブルー、ナチュラル、トラフィックブラック、メタルグレー

2) Gizmo Dorks

この特定のHIPSブランドのメーカーは米国カリフォルニアから来ています。

Gizmo Dork HIPSフィラメントブランドは多くの顧客と3Dプリント愛好家から絶賛レビューを得ています。

最大のセールスポイントは、製品に幅広い色を提供することです。

ブランド特徴

• プリンターノズル温度：230〜250℃
• プリンターベッド温度：110℃
• スプールサイズ：1.75mmと2.85mm径の200gと1kgスプール
• 色：イエロー、ブラック、ホワイト、ブルー、蓄光、レッド、オレンジ、パープル、グリーン、グレー

3) Kodak

Kodakは主に写真と紙プリントビジネスに関連する会社です。

しかし、事業を多角化し、今では3Dプリント業界向けにwell-packaged（よく包装された）HIPSスプールを提供しています。

HIPSフィラメントはさまざまなサイズと色で提供され、サポート材料として使用する場合に十分です。

ブランド特徴

• プリンターノズル温度：235℃
• プリンターベッド温度：95〜100℃
• スプールサイズ：1.75mmと2.85mm径の750gスプール
• 色：ホワイト、ブラック、レッド、ブルー

HIPSフィラメントは高価か？

HIPSフィラメントは、市場で入手可能な他のフィラメントタイプと比較して手頃な価格です。20〜60ドルの価格帯で、市場で最も安いフィラメントブランドのいくつかが見つかる価格帯に完璧に収まります。

結論

HIPSフィラメントは、3Dプリント業界で最も安価で効果的な溶解性サポート材料の一つを提供します。

同様に、家電製品の製造、塗装、接着オブジェクトパーツに使用できます。より重要なのは、さまざまなブランド、色で市場に容易に入手でき、かなり手頃な価格である点です。