3Dプリンティング用耐熱材料トップ10: 高温用途に最適な選択

3Dプリンティングという製造技術の望ましい特性の一つは、さまざまな業界の多くの用途やさまざまな動作条件で、完全に機能する部品を製造できることです。3Dプリント部品は高温用途でよく使用されます。しかし、そのような環境で正常に機能させるには、耐熱性材料で作る必要があります。この記事では、高温用途に使用する最高の耐熱性3Dプリンティング材料をいくつか紹介します。

最高の耐熱性3D材料

アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン (ABS)

ABSは最大100℃の温度に耐えられます。熱変形温度は88〜89℃、融点は約200℃です。ABSは靭性と耐衝撃性でも知られ、高応力用途の部品プリントを可能にします。ガラス転移温度は約105℃で、水性、リン酸、塩酸に高い耐性があります。

• 技術: 溶解積層造形 (FDM)
• 主な特徴: 耐薬品性、耐衝撃性
• 一般的な用途: 排水/廃棄管、吸入器、電気部品ハウジング

ULTEM 1010

ULTEM 1010は、他のFDM熱可塑性樹脂と比較して最高の耐熱性、耐薬品性、引張強度を持ちます。透明、不透明、ガラス充填グレードで利用可能。金属やプラスチック部品製造用のカスタムツール、医療ツール、耐温ダイスに幅広く応用されます。

高性能ポリエーテルイミド熱可塑性樹脂で、融点340℃、ガラス転移温度216℃。ULTEM 1010は最低の熱膨張係数を持ちます。食品接触と生体適合性認証を取得しており、食品業界用途に最適です。

• 技術: 溶解積層造形 (FDM)
• 主な特徴: 優れた耐熱性、引張強度、低熱膨張係数
• 一般的な用途: 医療ツール、耐温ダイス

CE 221 (シアネートエステル)

この材料は高温耐性と剛性で知られます。高い熱変形温度により、高熱要件の用途に安全に適用できます。

CE 221レジンは長期熱安定性を持ち、ガラス転移温度約225℃、熱変形温度231℃。高圧に耐え、高精度な表面仕上げを実現できます。

• 技術: Carbon DLS
• 主な特徴: 熱安定性、剛性、高耐圧性
• 一般的な用途: 工業製品、電子アセンブリ部品、流体マニホールド

ULTEM 9085

高い強度重量比、高い衝撃強度、良好な耐熱性を持ちます。ULTEM 9085は高難燃性です。航空宇宙および自動車業界での試作とツール製造に使用されます。ガラス転移温度186℃、熱変形温度153℃。

ULTEM 9085は優れた機械的強度と軽量性により、最終用途部品の製造に適しています。

• 技術: 溶解積層造形 (FDM)
• 主な特徴: 難燃性、耐衝撃性
• 一般的な用途: 治具、固定具、複合材金型

ポリカーボネート (PC)

この材料の結晶融点は約230〜260℃、ガラス転移温度は147℃。ポリカーボネートは靭性があり非晶質で、高い衝撃強度、安定性、優れた電気的特性を持ちます。熱変形温度140℃という広い使用温度範囲を有します。安全ヘルメット、車ヘッドランプ用レンズ、防弾ガラスの製造に広く使用されます。

• 技術: 溶解積層造形 (FDM)
• 主な特徴: 半透明、柔軟性
• 一般的な用途: 眼鏡用プラスチックレンズ、保護具、自動車部品

PEEK

過酷な化学薬品に対する優れた耐性、高い機械的強度、寸法安定性を持ちます。融点343℃、ガラス転移温度143℃。PEEKは高温で剛性を保持し、170℃までの継続使用が可能。航空宇宙、石油・ガス、半導体生産で使用されます。

• 技術: 溶解積層造形 (FDM)
• 主な特徴: 耐薬品性、優れた剛性、耐蒸気・耐水性
• 一般的な用途: 半導体部品、バルブ・ポンプ部品、食品加工機械

PCライク耐熱透明 / Accura 48

高強度と剛性を必要とする部品に最適な高温耐性材料。電子部品と照明部品の試作製造に広く使用されます。ディテールの再現性が向上します。

0.46MPa試験圧力での熱変形温度は70〜85℃。熱後硬化により約135℃まで向上可能。

• 技術: 光造形 (SLA)
• 主な特徴: 耐温性、高強度、剛性
• 一般的な用途: 電子および照明部品

アルミニウム AlSi10Mg

アルミニウム AlSi10Mgは高温(約200℃)で優れた強度を発揮します。耐食性が良く、容易に研磨可能。加工性と耐熱クラック性に優れ、融点670℃。疲労強度は110N/mm²で優秀。複雑形状のプリントが可能で、車両、機械、航空機部品に広く応用。室温での引張強度は450MPa。

• 技術: 直接金属レーザー焼結 (DMLS)
• 主な特徴: 軽量、耐応力性
• 一般的な用途: モーター、エンジン

ステンレス鋼 316L / 1.4404

ステンレス鋼 316Lは550℃までの連続使用が可能。低炭素でクロム・ニッケル・モリブデン系ステンレス鋼、融点1400℃。優れた耐食性と塩素系媒質および非酸化性酸に対する安定性を持ちます。耐食性と延性により、航空宇宙、医療、自動車など複数業界の用途に最適。

• 技術: 直接金属レーザー焼結 (DMLS)
• 主な特徴: 耐食性、延性
• 一般的な用途: 実験室機器、熱交換器、ナット、ボルト

インコネル 718 (ニッケル・クロム超合金)

インコネル 718はニッケル・クロム系高強度超合金。耐食性、耐極限圧力、700℃までの高温に耐えます。融点約1400℃。引張強度1035MPa。ただし脆く、硬い切削工具で良好な機械加工性。製造業、軍事装備、航空宇宙業界で広く適用。

• 技術: 直接金属レーザー焼結 (DMLS)
• 主な特徴: 耐食性、脆性、機械的強度
• 一般的な用途: ガスタービンエンジン部品、コンプレッサーケーシング、ダイホルダー

耐熱性3D材料の特性比較

以下の表は、3Dプリンティング用ベスト10耐熱材料の融点とガラス転移温度を比較しています:

材料	融点	ガラス転移温度	引張強度
ABS	200℃	105℃	42.5〜44.8 MPa
ULTEM 1010	340℃	216℃	105 MPa
CE 221	—	225℃	92 MPa
ULTEM 9085	—	186℃	71.6 MPa
PC	230〜260℃	147℃	60 MPa
PEEK	343℃	143℃	110 MPa
アルミニウム AlSi10Mg	670℃	—	450 MPa
ステンレス鋼 316L	1,400℃	—	520〜690 MPa
インコネル 718	1,370〜1,430℃	—	965 MPa
PCライク耐熱透明 / Accura 48	熱後硬化後の熱変形温度 (0.46MPa): 170〜250℃	UVおよび熱後硬化後のガラス転移温度: 122℃	50 MPa

耐熱性3Dプリンティング材料のコスト比較

Xometryの見積もりエンジンによる、CADモデルでの3つのレジンのコスト比較:

材料	3Dプリンティング技術	単価 (1個)	単価 (10個)	単価 (100個)
ABS	FDM	€ 9.13	€ 6.34	€ 2.57
ULTEM 1010	FDM	€ 50.03	€ 35.80	€ 34.61
CE 221	Carbon DLS	€ 645.21	€ 171.58	要問い合わせ
ULTEM 9085	FDM	€ 53.20	€ 23.83	€ 13.66
PC	FDM	€ 34.45	€ 25.89	€ 25.03
PEEK	FDM	€ 88.42	€ 64.65	€ 47.12
PCライク耐熱透明	SLA	€ 72.87	€ 21.64	€ 18.03
アルミニウム AlSi10Mg	DMLS	€ 174.76	€ 89.19	€ 87.80
ステンレス鋼 316L	DMLS	€ 387.12	€ 294.83	要問い合わせ
インコネル 718	DMLS	€ 487.77	€ 333.16	要問い合わせ

結論

Xometry Europeでは、これらの技術と耐熱材料で高速、信頼性が高く、高精度なオンライン3Dプリンティングサービスを提供しています。インスタント見積もりエンジンと2,000社以上の製造業者ネットワークを通じて、見積もりから玄関先までのシームレスな部品生産プロセスを保証します。