ASAフィラメント：ABSの代替となる耐UV性3Dプリント材料

アクリロニトリル・スチレン・アクリレート（ASA）フィラメントは、アクリロニトリル・ブタジエン・アクリレート（ABS）プラスチックフィラメントと類似した特性を持つプリント可能な熱可塑性材料です。

より優れた耐UV性を持つよう設計されており、ABSの代替材料として機能します。耐UV性実現のため、メーカーは配合に異なるゴムを使用しています。

3Dプリント業界におけるASAの用途は多岐にわたります。優れた耐UV性と耐候性により、屋外用途ではABSプラスチックフィラメントの代わりに好まれます。

3Dプリントでは、ASAプラスチックフィラメントは自動車外装部品、ハウジング部品、スポーツ用品、屋外サイネージ、機器、園芸用品、屋外パーツ・器具のプリントに使用されます。

ASA 3Dフィラメントとは？

ASAはアクリロニトリル・スチレン・アクリレートを指します。3Dプリントで使用される熱可塑性フィラメント材料で、エンジニアリングと屋外使用に理想的な多くの特性を備えています。

より人気で広く使用されているABSフィラメントの改良版として、ASAはユーザーにABSの多くの利点を、いくつかの重大な欠点なしで提供します。

ASAプリント

ASAはABS同様、やや造形が難しい材料です。造形難易度は、プリント中のASAの熱感受性によって生じます。しかし、造形後はASAプリントはかなり耐熱性と耐久性に優れた製品になります。

ASAプリントはABSプリントより剛性が高く、より強靭です。したがって、ASAフィラメントの引張強度はABSフィラメントより強力と思われます。

特筆すべきは、屋外放置でABSプリントが黄変するのに対し、ASAプリントは黄変しない点です。

ASAフィラメントのメリットとデメリット

3Dプリントホビイストとして、ASAプラスチックフィラメントでの3Dプリントに興味があるかもしれません。ASAで何ができるか、試すべき理由・避けるべき理由を知っておくと役立ちます。

メリット

• 強力な耐UV性
• 強力な耐薬品性
• 耐水性
• アセトンによる後処理可能
• 高い耐衝撃性
• タフ（靭性高い）
• 耐久性
• 良好な仕上げ
• 帯電防止

デメリット

• 有害なヒュームを放出
• 市販の他3Dプリントフィラメントと比較して高価
• 高いエクストルーダー温度が必要
• 高いプリントエネルギー消費
• パーツが割れる可能性
• パーツがウォーピング・沈み込みする可能性

ASAフィラメントでの3Dプリント方法

ASAフィラメントを3Dプリントで使用する際、最適なプリント品質のために以下のハードウェア要件を満たす必要があります。

ヒーテッドベッド

ASAはノズルと周囲空気の温度差により収縮・割れる傾向があります。したがって、プリントベッドからのノズル距離に注意し、このミスを防ぐ必要があります。

そうでなければ、この格差による熱変形が内部応力を生み、プリント課題を引き起こします。

高温ヒーテッドベッドは高温プラスチックのプリントに最適です。80秒で100℃に到達可能で、温度制御のための機械的特性が必要です。

ビルドサーフェス

ビルドサーフェスはPETシート等の他材料パーツと整合性を持たせて作られ、良好なビルドサーフェス層となります。

ASAフィラメント3Dプリントは、適切なベッド密着性を持つ3Dプリンターで良好に造形されます。3Dプリント業界には密着問題の解決策が多数ありますが、最も広く使用されているのはカプトンテープ、糊等のコーティング剤、一般的なヘアスプレーです。

密閉型プリンター

ASAフィラメントで3Dプリントする際は、エンクロージャー（密閉型）を使用する必要があります。

特に大型プリントでは、小型プリントとは異なりエンクロージャーが必須です。大型モデルは多くの残留応力を生み、クラックと剥離を容易に引き起こし、不良プリントの原因になります。

エンクロージャーは風通しによるパーツのウォーピングを防ぎ、また放出される潜在的に危険なヒュームから人を守ります。

高温ホットエンド

PTFEライニングホットエンドは、250℃で劣化し始めるため、長期間のASAプリントには適しません。

ハードウェア要件を満たした後、次はプリント設定の微調整です。

ベッド温度

ASAビルドプレート温度はフィラメントASAブランドにより90〜110℃の範囲です。全フィラメントメーカーが通常、異なるASAフィラメントブランドごとの具体的なベッド温度を指定しています。

高ガラス転移温度

指定されたガラス転移温度を超えてプリントすると、プリントプロセスに深刻な問題を引き起こします。プラスチックフィラメントが温度に耐えられず劣化します。

ノズル温度

ノズルは240〜260℃の高調整温度範囲でプリントします。興味深いことに、ASAでは冷たくプリントするより熱くプリントする方が推奨されます。高温プリントの方が密着性が良く、優れた3Dプリント品質を助けるためです。

冷却

ASAプリントには冷却設定は不要です。オフのまま冷却させて構いません。ただし、5〜10%程度の非常低速ならオーバーハングと全体的なプリント品質が改善される場合があります。

ASAフィラメントは何に適しているか？

3Dプリントツール

ASAは手頃な3Dプリント材料として、優れた機械的性能と耐候性を示します。

ワークホールディングジグ・フィクスチャ、アーム先端ツール（EOAT）、検査ゲージ、組立治具の提供に使用できます。

3Dプリントプロトタイプ

強度特性と耐UV性により、ASAは自動車、船舶、RV用途の成形部品など機能的プロトタイプを生産できます。

電気ハウジング、屋外家電、手動・電動工具、スポーツ用品、屋外サイネージ。

ASAは造形しやすいか？

ASAでの3DプリントはABSと比較して容易です。 しかし、プリント品質に悪影響を与える温度変化に敏感なため、難しさも残ります。

ASAプリントにおける最も差し迫った2つの問題は、造形物のウォーピングと有害ヒュームの放出です。

プリントウォーピング

ウォーピングはプリントの各部分が均等に冷却されないときに発生します。FDMプリントプロセス中の歪み回避について、主にABSに関する多くの情報があります。ABSとASAは類似の材料特性を持つため、ASAでのウォーピング防止にも同じ推奨事項を適用できます。

風通しを避け、優れた初層密着を確保し、プリンターを校正し、最終手段としてブリムやドラフトを使用します。

危険なヒューム

3Dプリント業界のほとんどの材料は押出時に有害物質を放出します。ABSは原材料により危険な気体分子とナノ粒子を放出します。

一方、ASAもスチレンの存在によりかなり臭気があります。解決策は適切な換気とフェイスマスクでこれらの危険なヒュームを軽減すること。エアフィルターの使用も有効です。

ASAフィラメントは有毒か？

ASAフィラメントは優れた寸法安定性と優れた耐薬品性を持ちます。ABS同様熱可塑性材料で作られています。つまり、ASAフィラメントもプリントプロセス中にABSと同様に有毒ヒュームを放出します。

大型3DプリントモデルをASAでプリントする場合、エアクオリティモニターを用いた本格的な空気換気システムの設置を検討すべきです。

エアクオリティモニターは空気質情報を提供し、潜在的に危険な有毒ヒュームによる健康リスクを最小化するのに役立ちます。

こうした情報により、プリントスペースの有毒ヒュームを適切に軽減する行動が取れます。

ASAはABSより優れているか？

ASAとABSは品質と組成で類似しており、従兄弟のような関係と見なせます。ASAはABSの真の後継者であり、その開発はABSで見られる特性を大幅に改善するよう設計されました。

したがって、確かにASAはABSと比較して優れたフィラメントです。

以下に、ASAをABSやPLA、PETGなど他のよく知られたプリントフィラメントと区別する重要な特性をいくつか示します。

• UV安定
• 目立たないヒューム
• 耐久性のあるプリント
• 幅広い用途に適応
• PLAとPETGより高いガラス転移温度
• ストリングなしでディテールのあるプリント
• アセトン蒸気で平滑化可能
• 後処理で容易にサンディング可能
• タフ、高耐衝撃、耐摩耗
• リサイクル可能

ASAはPLAより強いか？

ASAはABSと多くの類似点を持ち、ABSの従兄弟と見なされる程度です。したがって、ASA開発を促進することでABSが改良されました。ABSはASAと類似の多くの特性を保持し、ABSを向上させる更なる特性を追加しています。

PLAはABSより強靭な熱可塑性フィラメントであり、延長線上にASAよりも強いです。

PLAはユーザーフレンドリーな熱可塑性で、ASAと類似の特性を持つABSより高強度です。

低融点と最小ウォーピングで、PLAは3Dプリント最易材料のままです。低融点により50℃で全剛性と強度を失います。PLAには脆さがあり、耐久性と耐衝撃性の低いプリントパーツを生みます。

両者の中で、ASAはPLAより弱く、剛性も低いです。しかし、よりタフで軽量なフィラメントであり、ホビーユースを超えた用途に適しています。

ASAとABSはPLAより耐久性があり、25%軽量で、4倍高い耐性を持ちます。

結論

3Dプリントコミュニティは、プリンターニーズに応じて市場から多数の適切な3Dプリントフィラメントを選択できます。

PLA、ABS、PETGは顧客と3Dプリントホビイストに最も人気があります。本記事では、最も知られていない熱可塑性フィラメントの一つであるASAを3Dフィラメントユーザーに紹介します。

ASAはABSと類似の特性を持ち、表面上ABSを改良するために市場投入されました。したがって、ABSフィラメント特性の真の改良版として現れ、ABSに慣れたユーザーはASAで追加特性を享受できるでしょう。