10 の最も耐熱性の 3D 印刷材料
製造技術としての 3D プリントの多くの望ましい特性の 1 つは、さまざまな業界やさまざまな動作条件で多数の用途に対応する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、そのような環境で適切に機能するためには、耐熱材料で作る必要があります。この記事では、高温アプリケーションで使用するための最高の耐熱 3D プリント材料をいくつか取り上げます。
最高の耐熱 3D 素材
アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS)
ABS は 100°C までの温度に耐えることができます。その熱変形温度は 88 ~ 89°C で、融点は約 200°C です。 ABS は、その靭性と耐衝撃性でも知られています。これらにより、部品の印刷が高応力アプリケーションにさらされることが可能になります。ガラス転移温度は約 105°C で、水、リン、塩酸に対して高い耐性があります。
- テクノロジー :溶融堆積モデリング (FDM)
- 主な機能: 耐薬品性、耐衝撃性
- 一般的な用途: 排水管/排水管、吸入器、電気部品のハウジング
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、および引張強度を備えています。透明、不透明、ガラス入りのグレードがあります。この材料は、金属またはプラスチック部品製造用のカスタム ツール、医療用ツール、および耐熱金型に幅広い用途があります。
これは、融点が 340°C、ガラス転移温度が 216°C の高性能ポリエーテルイミド熱可塑性樹脂です。 ULTEM 1010 の熱膨張係数は最も低くなっています。食品接触および生体適合性の認定を受けているため、食品産業での用途に最適です。
- テクノロジー :溶融堆積モデリング (FDM)
- 主な機能: 優れた耐熱性、引張強度、低熱膨張係数
- 一般的な用途: 医療器具、耐熱金型
CE 221 (シアン酸エステル)
この材料は、その高温耐性と剛性で知られています。熱たわみ温度が高いため、熱要件の高い用途にも安全に適用できます。
CE 221 樹脂は、ガラス転移温度が約 225°C、熱変形温度が 231°C の長期的な熱安定性を備えています。この材料は高圧に耐えることができ、高精度の表面仕上げが可能です。
- テクノロジー :カーボン DLS
- 主な機能: 熱安定性、剛性、高圧耐性
- 一般的な用途: 工業製品、電子アセンブリ コンポーネント、流体マニホールド
ULTEM 9085
これは、高い強度対重量比、優れた耐熱性を備えた高い衝撃強度を備えています。 ULTEM 9085 は難燃性に優れています。航空宇宙産業や自動車産業のツールだけでなく、プロトタイプの製造にも使用されています。このガラス転移温度は 186°C で、熱変形温度は 153°C です。
優れた機械的強度と軽量性を備えた ULTEM 9085 は、最終用途コンポーネントの製造に適しています。
- テクノロジー :溶融堆積モデリング (FDM)
- 主な機能: 難燃性、耐衝撃性
- 一般的な用途: 治具、治具、複合金型
ポリカーボネート (PC)
この材料は、約 230°C ~ 260°C の結晶融点と 147°C のガラス転移温度を持っています。ポリカーボネートは、高い衝撃強度、安定性、優れた電気特性を備えた頑丈で非晶質の材料です。熱変形温度140℃で使用温度範囲が広がります。安全ヘルメット、車のヘッドランプのレンズ、防弾メガネの製造に広く使用されています。
- テクノロジー :溶融堆積モデリング (FDM)
- 主な機能: 透明感、しなやかさ
- 一般的な用途: メガネ、保護具、自動車部品のプラスチック レンズ
ピーク
高い機械的強度と寸法安定性を備え、過酷な化学薬品に対する優れた耐性を備えています。その融解温度は 343°C で、ガラス転移温度は 143°C です。 PEEK は高温でも剛性を維持する能力があり、最高 170°C の温度で連続使用できます。航空宇宙、石油・ガス、半導体製造で使用されています。
- テクノロジー :溶融堆積モデリング (FDM)
- 主な機能: 耐薬品性、優れた剛性、蒸気と水への耐性
- 一般的な用途: 半導体部品、バルブおよびポンプ部品、食品加工機械
PC – ライク ヒート レジスト トランスルーセント / Accura 48
高い強度と剛性を必要とする部品に最適な耐熱材料です。電子部品や照明部品の試作品の製造に広く使用されています。強化された機能の詳細を提供します。
0.46MPa の試験圧力で、PC ライク ヒート レジスト トランスルーセントの熱変形温度は 70 ~ 85°C です。この熱変形は、熱二次硬化により約 135°C まで高めることができます。
- テクノロジー :光造形法 (SLA)
- 主な機能: 耐熱性、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°C) で優れた強度を発揮します。耐食性に優れ、研磨も容易です。融点670℃で加工性、耐ヒートクラック性に優れています。疲労強度は110N/mm 2 と抜群 .
その特性により、複雑な形状を印刷することができ、車両、機械、航空機の部品に広く適用されています。室温での引張強度は 450 MPa です。
- テクノロジー :直接金属レーザー焼結 (DMLS)
- 主な機能: 軽量、ストレス耐性
- 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、最高 550°C の温度で連続使用できます。この材料は炭素含有量が低く、融点が 1400°C のクロム-ニッケル-モリブデン ステンレス鋼です。塩素系媒体および非酸化性酸に対して優れた耐食性と安定性を備えています。その耐食性と延性により、航空宇宙、医療、自動車などの複数の業界での用途に最適です。
- テクノロジー :直接金属レーザー焼結 (DMLS)
- 主な機能: 耐食性、延性
- 一般的な用途: 実験装置、熱交換器、ナットとボルト
インコネル 718 (ニッケルクロム超合金)
インコネル 718 は、ニッケルクロムベースの高強度超合金です。腐食、極圧、および 700°C までの高温に対する耐性があります。この材料は約1400℃で溶けます。引張強度は 1035 MPa です。ただし、脆く、硬い切削工具での被削性は良好です。製造、軍事機器、航空宇宙産業で広く適用されています。
- テクノロジー :直接金属レーザー焼結 (DMLS)
- 主な機能: 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
耐熱立体素材の性質
次の表は、3D プリントに最適な 10 の耐熱材料の融点とガラス転移温度を比較したものです。
素材 | 融点 | ガラス転移温度 | 引張強度 |
ABS | 200℃ | 105℃ | 42.5~44.8MPa |
ULTEM 1010 | 340℃ | 216°C | 105MPa |
CE 221 | – | 225℃ | 92 MPa |
ULTEM 9085 | – | 186℃ | 71.6MPa |
PC | 230~260℃ | 147°C | 60MPa |
ピーク | 343℃ | 143℃ | 110MPa |
アルミニウム AlSi10Mg | 670℃ | – | 450MPa |
ステンレス鋼 316L | 1,400℃ | – | 520~690MPa |
インコネル 718 | 1,370~1,430℃ | – | 965 MPa |
PC – 耐熱半透明 / Accura 48 のように | 熱二次硬化後の 0.46 MPa での熱たわみ温度:170 – 250°C | ガラス転移温度 UV および熱後硬化:122°C | 50MPa |
耐熱3Dプリント材料のコスト比較
Xometry の CAD モデルの見積もりエンジンから 3 つの樹脂のコストを比較してみましょう:
素材 | 3D プリント技術 | 1 ユニットあたりのコスト | 10 個あたりの単価 | 100 個あたりの単価 |
ABS | FDM | 9.13 ユーロ | €6.34 | 2.57 ユーロ |
ULTEM 1010 | FDM | € 50.03 | € 35.80 | € 34.61 |
CE 221 | カーボン DLS | € 645.21 | 171.58 ユーロ | オンデマンド価格 |
ULTEM 9085 | FDM | €53.20 | 23.83 ユーロ | €13.66 |
PC | FDM | €34.45 | 25.89 ユーロ | € 25.03 |
ピーク | FDM | € 88.42 | €64.65 | € 47.12 |
PC – 耐熱半透明のように | SLA | € 72.87 | 21.64 ユーロ | € 18.03 |
アルミニウム AlSi10Mg | DMLS | 174.76 ユーロ | 89.19 ユーロ | € 87.80 |
ステンレス鋼 316L | DMLS | € 387.12 | 294.83 ユーロ | ご要望に応じて価格 |
インコネル 718 | DMLS | € 487.77 | € 333.16 | ご要望に応じて価格 |
結論
Xometry Europe は、これらの技術と耐熱材料を使用して、高速で信頼性が高く、高精度の 3D プリント オンライン サービスを提供しています。当社のインスタント見積もりエンジンと 2,000 を超えるメーカーのネットワークを通じて、見積もりから玄関先への配送まで、シームレスな部品製造プロセスを確実に体験していただけます。
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