3D プリント用の 10 の最強素材

3D プリントは、プロトタイプと耐久性のある最終用途部品の両方を製造できる、非常に用途の広い製造プロセスです。特定のアプリケーションでは、3D プリントされた部品が非常に強く耐久性がある必要があります。これらの特性は、部品の製造に使用される 3D プリント材料だけでなく、設計にも大きく依存します。 Xometry で利用可能な技術の 3D プリント用の最強の材料のオプションを見てみましょう。

強力な 3D 印刷材料の指標

強力な材料またはそれらで製造された部品は、高い引張強度、圧縮強度、またはせん断強度を備えています。それらは高い応力に耐えることができ、重い負荷の下でも変形しません。丈夫な素材は、衝撃、化学物質、過酷な気象条件に対しても優れた耐性を持っている場合があります。印刷されたパーツの強度は、デザイン、後処理、印刷設定などの他の要因にも依存します。

Xometry で利用できる最強の 3D プリント素材

印刷技術が異なれば、印刷に必要なプラスチックや金属も異なります。それぞれの技術が必要とする強度の良いプリント素材と、その特性を詳しく見ていきましょう。

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。熱変形温度が高いため、CE 221 は高い熱要件のある用途にも安全に適用できます。この樹脂は、ガラス転移温度が約 225°C で、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。

• 3D プリント技術: カーボン DLS
• アプリケーション: 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

ナイロン PA 12 カーボン入り

ナイロン PA 12 樹脂とチョップド カーボン ファイバーのブレンドにより、この素材は優れた構造特性を備えています。炭素繊維はその重量の 35% を占めています。これにより、特にプロトタイピングにおいて、設計の自由度が大幅に向上します。

非常に強く剛性が高く、治具、治具、ドリルガイド、圧入インサートなどの特定の用途で金属を置き換えることができます。自動車、産業、レクリエーション産業で幅広い用途があります。ナイロン PA 12 CF は、強度と重量の比率が最も高い FDM 素材として広く知られています。

• 3D プリント技術: FDM
• アプリケーション: ツーリング、プロトタイピング

EPX 82

このエポキシベースのフォトポリマーは、靭性、剛性、耐久性、耐熱性、および 82MPa の高い引張強度の優れたブレンドを備えています。その紫外線および熱安定性により、幅広い用途に適しています。 EPX 82 樹脂は、正確な印刷を行うことができます。

その高い耐衝撃性と耐熱性により、さまざまな温度の用途での連続使用が可能になります。

• 3D プリント技術: カーボン DLS
• アプリケーション: 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、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。この材料は、ガラスとほぼ同じ能力で内部に光を透過させます。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、自動車のヘッドランプ用レンズ、防弾メガネの製造に広く使用されています。重大な材料劣化なしに難燃性材料と組み合わせることができます。

• 3D プリント技術: FDM
• アプリケーション: 医療機器、工業製品、電子部品

ステンレス鋼 17.4 / 1.4542

高強度で靭性に優れたクロムニッケル銅鋼です。引張強度は 1070N/mm ² です。 .ステンレス鋼 17.4 は耐食性に優れています。その強度の高さから、航空宇宙産業やハイテク産業でギア、タービン ブレード、シャフト、成形金型などの部品に多用されています。

この材料は、さまざまな硬度と靭性レベルに熱処理することができます。ダイレクト メタル レーザー シンタリング (DMLS) は、ステンレス鋼の標準的な印刷形式です。ただし、バインダー ジェッティングや選択的レーザー溶融 (SLM) などの他の方法も使用されます。

• 3D プリント技術: DMLS、バインダージェッティング、SLM
• アプリケーション: 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、および引張強度を備えています。 ULTEM 1010 には、透明、不透明、およびガラス充填グレードがあります。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。

高性能のポリエーテルイミド熱可塑性樹脂であり、入手可能な最強の FDM 印刷材料と言えます。熱膨張係数が最も低いです。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。

• 3D プリント技術: FDM
• アプリケーション: 食品産業、工具

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。高温でも剛性を維持する能力があり、170°C までの温度で連続使用できます。

ポリエーテルエーテルケトンとしても知られる PEEK は、優れた耐疲労性と耐応力亀裂性を備えています。航空宇宙、石油・ガス、半導体製造で使用されています。

• 3D プリント技術: FDM
• アプリケーション: ベアリング、シール、バルブ、チューブ

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。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。ナイロン 6.68 (9800) に匹敵します。

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。

• 3D プリント技術: FDM
• アプリケーション: 治具、治具、複合金型

アルミニウム AlSiMG / EN 1706:1998

この材料は、高温 (約 200°C) で優れた強度を発揮します。アルミニウム AlSiMG は耐食性に優れ、研磨も容易です。加工性が良く、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 .

溶接性が良く、自動車、機械、航空機の部品に広く使用されています。室温での引張強度は 290MPa です。

• 3D プリント技術: DMLS
• アプリケーション: 自動車、航空宇宙

ステンレス鋼 316L / 1.4404

この素材は炭素含有量が低く、クロム-ニッケル-モリブデン ステンレス鋼です。ステンレス鋼 316L は、優れた耐食性と、塩素系媒体および非酸化性酸に対する安定性を備えています。約500N/mm ² の高い引張強度を持っています。 .

通常、食品加工および実験装置、熱交換器、ナットおよびボルトで使用されます。他の金属素材と比較すると、最も滑らかな素材です。

• 3D プリント技術: DMLS
• アプリケーション: 食品および飲料機器、製薬機器

3D プリントの最強材料のコスト比較

Xometry の CAD モデルの見積もりエンジンからの 3 つの樹脂のコストを比較してみましょう:

素材	テクノロジー	引張強度	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
CE 221	カーボン DLS	92 Mpa	€ 645.21	171.58 ユーロ	オンデマンド価格
ナイロン PA 12 CF	FDM	76 MPa	€24.60	€18.49	€ 14.31
EPX 82	カーボン DLS	82 MPa	201.85 ユーロ	€ 46.38	€ 46.38
PC	FDM	60MPa	€34.45	25.89 ユーロ	€ 25.03
ステンレス鋼 17.4	DMLS	1103 MPa	€ 387.12	294.83 ユーロ	オンデマンド価格
ULTEM 1010	FDM	105MPa	€ 50.03	€ 35.80	€ 34.61
ピーク	FDM	110 MPa	€ 44.21	€32.32	23.56 ユーロ
ULTEM 9085	FDM	70MPa	€ 47.64	€ 35.80	€ 34.61
アルミニウム AlSiMG	DMLS	230～290MPa	174.76 ユーロ	89.19 ユーロ	€ 87.80
ステンレス鋼 316L	DMLS	490～690MPa	€ 387.12	294.83 ユーロ	オンデマンド価格

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結論

3D プリント用の強力な材料には、主に 2 つのタイプがあります。FDM、SLS、SLA、カーボン DLS、MJF、および金属 (DMLS) でプリントできるプラスチックです。 Xometry Europe は、これらの技術と材料を使用して、高速で信頼性が高く、高精度の 3D 印刷サービスを提供します。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。