究極の耐久性を実現する最強3Dプリンティング材料10選

3Dプリンティングは、試作と耐久性のある最終用途部品の両方を製造できる非常に汎用性の高い製造プロセスです。特定の用途では、3Dプリント部品に極めて高い強度と耐久性が求められます。これらの特性は、設計と使用する3Dプリンティング材料に大きく依存します。Xometryで利用可能な技術における最強の3Dプリンティング材料の選択肢を見てみましょう。

強力な3Dプリンティング材料の指標

強力な材料またはそれらで製造された部品は、高い引張、圧縮、せん断強度を持ちます。高応力に耐え、重負荷下で変形しません。強力な材料は耐衝撃性、耐薬品性、耐候性にも優れる場合があります。プリント部品の強度は、設計、後処理、プリント設定など他の要因にも依存します。

Xometryで利用可能な最強3Dプリンティング材料

異なるプリント技術には異なるプラスチックや金属が必要です。各技術で高強度を発揮する材料とその特性を詳しく見ていきます。

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。レジンは長期熱安定性を持ち、ガラス転移温度約225℃。

高圧に耐え、高精度な表面仕上げを実現できます。

• 3Dプリンティング技術: Carbon DLS
• 用途: 工業製品、電子アセンブリ部品、流体マニホールド

ナイロン PA 12 カーボン充填

ナイロンPA 12レジンとチョップドカーボンファイバーのブレンドにより、優れた構造特性を発揮。カーボンファイバーが重量の35%を占めます。特に試作において明確な設計自由度を提供します。

非常に強靭で剛性が高く、治具、固定具、ドリルガイド、圧入インサートなど、特定用途で金属を置き換え可能。自動車、工業、レクリエーション業界で幅広く応用。ナイロンPA 12 CFは、利用可能なFDM材料の中で最高の強度重量比を持つと広く言及されています。

• 3Dプリンティング技術: FDM
• 用途: 工具、試作

EPX 82

このエポキシベースの光重合体は、靭性、剛性、耐久性、耐温性、高い引張強度82MPaの優れたバランスを持ちます。UVと熱安定性により幅広い用途に適しています。EPX 82レジンは高精度なプリントが可能。

高い耐衝撃性と耐熱性により、温度変化のある用途での継続使用が可能です。

• 3Dプリンティング技術: Carbon DLS
• 用途: 治具、照明器具、ブラケット、コネクタ

ポリカーボネート (PC)

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。ガラスとほぼ同等に光を内部透過させます。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。難燃性材料と組み合わせても著しい材料劣化なし。

• 3Dプリンティング技術: FDM
• 用途: 医療機器、工業製品、電子部品

ステンレス鋼 17.4 / 1.4542

クロム・ニッケル・銅鋼で、高強度と優れた靭性を持ちます。引張強度1070N/mm²。ステンレス鋼17.4は良好な耐食性を持ちます。高強度のため、ギア、タービンブレード、シャフト、金型ダイスなどのコンポーネントで航空宇宙およびハイテク主導業界で多用されます。

幅広い硬度と靭性レベルに熱処理可能。直接金属レーザー焼結 (DMLS) がステンレス鋼プリントの標準形態ですが、バインダージェッティングや選択的レーザー溶解 (SLM) も使用されます。

• 3Dプリンティング技術: DMLS、バインダージェッティング、SLM
• 用途: 航空宇宙、ハイテク産業

ULTEM 1010

この材料は、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。ULTEM 1010は透明、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。

高性能ポリエーテルイミド熱可塑性樹脂であり、利用可能な最強のFDMプリント材料と言えます。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。

• 3Dプリンティング技術: FDM
• 用途: 食品業界、工具

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。高温で剛性を保持し、170℃までの継続使用が可能。

PEEK (ポリエーテルエーテルケトン) は優れた耐疲労性と耐応力割れ性を持ちます。航空宇宙、石油・ガス、半導体生産で使用されます。

• 3Dプリンティング技術: FDM
• 用途: ベアリング、シール、バルブ、チューブ

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。高難燃性。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。ナイロン6.68 (9800) と同等。

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。

• 3Dプリンティング技術: FDM
• 用途: 治具、固定具、複合材金型

アルミニウム AlSiMG / EN 1706: 1998

この材料は高温(約200℃)で優れた強度を発揮。アルミニウムAlSiMGは耐食性が良く、容易に研磨可能。加工性と耐熱クラック性に優れます。疲労強度は110N/mm²で優秀。

溶接性が良く、車両、機械、航空機部品に広く応用。室温での引張強度は290MPa。

• 3Dプリンティング技術: DMLS
• 用途: 自動車、航空宇宙

ステンレス鋼 316L / 1.4404

低炭素でクロム・ニッケル・モリブデン系ステンレス鋼。ステンレス鋼316Lは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。高い引張強度約500N/mm²。

食品加工・実験室機器、熱交換器、ナット、ボルトに典型的に使用。他の金属材料と比較して最も滑らかな材料です。

• 3Dプリンティング技術: DMLS
• 用途: 食品・飲料機器、医薬品機器

最強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	技術	引張強度	単価 (1個)	単価 (10個)	単価 (100個)
CE 221	Carbon DLS	92 MPa	€ 645.21	€ 171.58	要問い合わせ
ナイロン PA 12 CF	FDM	76 MPa	€ 24.60	€ 18.49	€ 14.31
EPX 82	Carbon DLS	82 MPa	€ 201.85	€ 46.38	€ 46.38
PC	FDM	60 MPa	€ 34.45	€ 25.89	€ 25.03
ステンレス鋼 17.4	DMLS	1103 MPa	€ 387.12	€ 294.83	要問い合わせ
ULTEM 1010	FDM	105 MPa	€ 50.03	€ 35.80	€ 34.61
PEEK	FDM	110 MPa	€ 44.21	€ 32.32	€ 23.56
ULTEM 9085	FDM	70 MPa	€ 47.64	€ 35.80	€ 34.61
アルミニウム AlSiMG	DMLS	230〜290 MPa	€ 174.76	€ 89.19	€ 87.80
ステンレス鋼 316L	DMLS	490〜690 MPa	€ 387.12	€ 294.83	要問い合わせ

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結論

3Dプリンティング用の強力な材料には主に2タイプあります: FDM、SLS、SLA、Carbon DLS、MJFでプリント可能なプラスチック、および金属 (DMLS)。Xometry Europeでは、これらの技術と材料で高速、信頼性が高く、高精度な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。