ゴムは3Dプリントできる？ ゴムライク素材の可能性を探る

デジタルデータから一層ずつ積み上げられ、まるで魔法のように形になっていくオブジェクト。素材は金属やプラスチックなど多岐にわたります。従来より少ない労力・材料・エネルギーで製品化が可能です。

3Dプリント技術は製品の市場投入スピードと範囲を劇的に変える力を持っています。リサイクル可能な材料をクローズドループで利用できるため、業界は急速に拡大しています。

ゴムでの3Dプリントは可能か？

ゴムライクな材料を使って3Dプリントパーツを作ることは可能です。材料選定により、ハイエンドプリンター並みの特性をシミュレートできます。

ゴムライクなパーツは、衝撃吸収が必要なソフトハンドルなど、柔軟な試作プロトタイプに最適です。

熱可塑性エラストマー（TPE）はゴムに魅力的な耐久性と柔軟性を与え、他の製造技術では不可能なデザインを実現します。このプラスチックはゴムの重要な特性（耐熱性、耐摩耗性など）を模倣します。

現代の産業界ではゴム材料の需要が高まっています。ラミネートや鋳造では、柔らかなゴムライクな感触により設計ツールのセットアップが不要で、容易な成形が可能です。

この迅速さが、ゴム3Dプリントを製品開発における優れたプロトタイピング手法にしています。

複雑な造形技術を用いたモデル壁面や内部ラティス構造など、一見不可能に見える造形品質も、適切な材料を用いれば無限のエルゴノミクス機能を実現できます。

ゴムライクな3Dプリント材料

これらの材料の特性は造形ベッドとの相性に大きく依存します。熱可塑性エラストマーは柔軟性と柔らかさのレベルを実現する好例で、造形速度に必要な耐熱性も備えています。

その他のゴムライク材料には、シリコーン、熱可塑性ポリウレタン（TPU）、天然ゴム・ラテックスがあります。ラテックスは液化・再固化ができないため、3Dプリントヘッドでの同一造形には適しません。

効率的なガミー素材として、熱可塑性ポリウレタン（TPU）が最良の選択肢の一つです。熱可塑性エラストマー（TPE）も効果的です。

熱可塑性ポリウレタン（TPU）

TPUは柔軟かつ強靭で、耐摩耗性・耐熱性・耐薬品性に優れます。独自の機械的特性と従来の溶融特性を併せ持ち、フットウェア、スポーツ用品、ホイール、ケーブルホルダーなどに用いられます。

TPUで最高の結果を得るには、材料を乾燥させることが必須です。70℃で46時間乾燥後、密閉容器に保管してください。一般に、柔らかいTPUほど造形速度は遅くなります。

工業用途では、自動車部品（プラグ、ガスケット）、ドローン部品などのカスタム保護ケース、潰れたり伸びたりするパーツに採用されています。剛性と柔軟性の両方が必要な場面でTPUは最適な選択です。

熱可塑性エラストマー（TPE）

TPEはプラスチック材料の典型的な利点を提供します。適度な伸長で伸び、応力解放で元の形状に戻るため、長寿命な部品が得られます。

射出成形などの製造プロセスが容易で、リサイクル可能、コンパウニングが少なくて済み、ロット間バラツキが小さいため、最終製品の一貫性が高まります。

熱可塑性により加工が容易で、射出成形・押出成形が一般的です。高速サイクルで経済的です。ブロー成形や熱成形も可能です。

フットウェア、医療、ワイヤー・ケーブル用途にはTPEが最適です。

3Dプリント可能なゴムライクフィラメント

初期の柔軟フィラメントは柔らかすぎ、予期せぬ造形結果を招き、設計者を悩ませました。柔軟フィラメントは薄い層を高速で造形できます。

無毒ですが、わずかな距離からの衝撃力にも耐えられません。プリンターの振動さえも、柔軟フィラメントの形状復元を妨げます。

標準的な柔軟フィラメント材料は熱可塑性エラストマー（TPE）です。用途例：シーリングリング、靴底。TPUフィラメントはスポーツ用品、ガスケット用途に適しています。

3Dプリント可能なゴムライクレジン

フレキシブルレジンはゴムパーツの造形を可能にします。曲げ・捻りを経ても元の設計形状を維持します。

カスタムグリップ、スタンプ、アセンブリへのエルゴノミクス機能追加などに最適な材料です。

合成レジン材料は常に最終的な固体状態に戻ります。ただし、多くのレジンは特定のプリンター専用設計という制約があります。

a) Xyz Flexible Resin Nobel 1.0 3Dプリンター用

高速で強力な曲げ力にも耐える柔軟性を持ち、造形物は曲げ可能で優れたレジリエンスを発揮します。

b) Formlabs Flexible Resin

応力・伸張下でも元の構造に戻ります。圧縮可能で、応力解放後に3Dプリント材料としての状態を維持します。

c) Druckwege Pro Flex Resin

DLP/UV光源で造形され、曲げ耐性が向上します。材料の柔軟性が元の形状維持の強度を支えています。

フレキシブルフィラメントの3Dプリント方法

フレキシブルフィラメントの造形方法は、使用する3Dプリンターに完全に依存します。フィラメントは湿気の影響を受けやすいため、乾燥させ、乾燥状態を維持する方法を知る必要があります。

プリントドライヤーでフィラメントの液体分子層から水分を除去します。乾燥したフィラメントはポリマーが乾いているため造形密着性が低下します（※原文の意訳：湿気による不具合を防止）。

造形設定を遅くすることで、ノズル内の圧力上昇を抑制できます。最適設定はプリンターによって異なります。最初の層を完璧に仕上げることが重要です。これがダイレクトドライブ方式の基礎となり、以降の層が構築されます。

ブルーペインターテープ上での造形：テープを重ねずに貼り付け、ベッド温度を低めに保ちます。5〜10回造形ごとにテープを交換。ガラスベッド＋ヒーテッドベッドでのダイレクトドライブ造形も可能です。

目的の造形結果が得られるまで適切な温度を見つけてください。高温すぎるとリトラクション設定が悪化し、低温すぎると材料制御が不十分になります。

3Dプリンターでゴムはプリントできるか？

3Dプリント技術は長年かけて私たちの生活を変えてきました。革新を重ねた結果、ゴムのプリントが現実的になりつつあります。サイレント回路設計、ワイヤーハーネス、新しいヒートベッドガラスコーティングにより、造形体験が向上しています。

2.85mmフィラメント対応のプリンターヘッドは、高弾性ゴム製品の造形に最適な精度条件を保証します。オブジェクトを層ごとに積み上げる積層造形（アディティブマニュファクチャリング）を実現します。

一般的な材料で造形する際、他の3Dプリンターと接続可能です。革命的な製品として、3Dプリントは商業的価値を生む創造的空間を広げています。

結論

企業が高コストな3Dプリントで利益を出すには、生産速度の向上が不可欠です。材料使用量を減らし、カスタムメイド製品であってもリサイクル可能にします。

造形製品の約80%はプラスチック製ですが、リサイクル可能または生分解性のものはごく一部です。

ゴミから回収したペットボトルを3Dプリント用フィラメントにリサイクルできます。