3D プリントで最高の柔軟な素材
3D プリンティングは、柔軟なゴム状の材料を印刷する際に、大きな可能性と多くの種類を提供します。生産部品から愛好家向けの革新的でクールなプロジェクトまで、これは要チェックです。 Xometry で利用可能な技術の 3D プリント用の柔軟な材料のオプションを見てみましょう。
さまざまな 3D プリント材料のショア硬度インジケーター
柔軟なポリマーに関して言えば、ショア硬度は注目すべき主要な特性の 1 つです。
ショア硬度スケールは、異なる材料を比較する際に共通の基準点を提供するために作成されました。デュロメーターゲージを使用して測定されます。さまざまな材料の硬度を測定するためのさまざまなショア硬度スケールがあります。
- ショア OO スケールは、ジェルのような非常に柔らかい素材 (ジェル インソールなど) を測定します。
- ショア A スケールは、さまざまな種類の素材を測定します。非常に柔らかく柔軟なものから、柔軟性がほとんどない半硬質のプラスチックまで。
- ショア D スケールは、非常に硬いゴム、半硬質および硬質プラスチック (PVC パイプなど) を測定します。
画像からわかるように、異なる縮尺で重複があります。たとえば、ショア硬度 95A の素材はショア 50D でもあります。
Xometry で利用可能な 3D プリント フレキシブル マテリアル
印刷技術が異なれば、印刷に必要なポリマーや樹脂も異なります。それぞれの技術に必要な印刷材料とその特性を詳しく見てみましょう.
熱可塑性ポリウレタン (TPU)
TPU は、熱可塑性エラストマーのカテゴリに属します。 TPE は 10 ショア 00 から 72 ショア D までの範囲で、3 つの硬度スケールすべてにまたがりますが、最も一般的に使用されるのはショア A スケールです。
TPU ポリウレタン 88/95A
一般に Ultrasint™ TPU01 として知られているのは、マルチ ジェット フュージョン (MJF) 専用の多目的材料です。この素材は熱可塑性ウレタンで、柔軟性があり、引き裂き強度が高く、優れたディテールを提供します。 TPU 3D プリントは、ABS、PLA、ナイロンなどの他の 3D プリント素材では実現が難しい独自の可能性を提供します。
プラスチックとゴムの両方の特性を組み合わせることで、TPU は、簡単に曲げたり圧縮したりできる弾性と耐久性の高い部品を製造できます。この素材は、スケートボードのホイールのように硬いゴムのような性質を示し、さまざまな最終用途に使用できます。さらに、この材料は印刷が容易で、UV および耐加水分解性に優れています。詳細な特性については、TPU M95A スペック シートをご覧ください。
テクノロジー ：マルチジェットフュージョン（MJF）
Flex TPU/TPE ライク
耐性があり、柔軟でゴムのような素材が必要な場合は、選択的レーザー焼結 (SLS) 用の柔軟な TPU/TPE が最適です。変形後の優れた弾力性と高い紫外線 (UV) 安定性により、このエラストマー SLS TPU には多くの利点があります。興味深い構造設計を作成することで、自動車から履物産業まで、さまざまな用途向けに部品を 3D プリントできます。この素材は滑らかな白い表面を与え、優れた耐加水分解性と優れた衝撃吸収性も備えています。
テクノロジー :選択的レーザー焼結 (SLS)
TPU 素材は FDM 印刷でも使用できますが、通常、このような 3D 印刷は、SLS や MJF などの粉末ベースの技術を使用して印刷した場合よりも品質が低く、さらに価格もほとんど変わりません。
TPU の特性
TPU には、業界に利益をもたらす独自の重要な特性がいくつかあります。
耐摩耗性/耐スクラッチ性
耐摩耗性と耐スクラッチ性の高さは、耐久性と美的価値の高さを意味します。TPU は、自動車の内装部品、スポーツ、技術部品などの用途で耐摩耗性と耐スクラッチ性が重要な場合、他の熱可塑性材料と比較して優れた結果をもたらします。
UV耐性
優れた機械的特性を維持するだけでなく、紫外線に対しても並外れた安定性を示し、優れた色安定性を示します。明るい色と暗い色のパーツの両方について、TPU は審美的なパーツの耐変色性を保証するため、業界は TPU の高い耐スクラッチ性と UV 性能に頼ることができます。
高い柔軟性
TPU は高い柔軟性、衝撃吸収性、リバウンドを提供し、フットウェア、スポーツ用品、整形外科モデルの製造に最適です。この特性は、自動車の内装やエア フィルター カバーに非常に役立ちます。
その他の利点
- 広い温度範囲で優れた柔軟性
- 優れた低温強度と衝撃強度
- 堅牢な耐候性と高エネルギー放射線耐性
- 全硬度範囲で高弾性
- オイル、グリース、多数の溶剤に対する耐性
柔軟な CLIP レジン
CLIP レジンは、Carbon DLS 3D プリント技術で使用される高品質のレジンです。 Xometry では、3 種類の柔軟な CLIP レジンを提供しています。ビデオの概要をチェックして、それらがどのように見えるかを確認してください:
- DLS EPU 40 (1:22)
- DLS FPU 50 (2:36)
- DLS SIL 30 (3:36)
DLS EPU 40 (エラストマー ポリウレタン)
EPU 40 は、高い弾性と引き裂き抵抗が必要な用途に適した高性能ポリウレタン エラストマーです。エラストマー ポリウレタン CLIP 樹脂は、その高性能により、繰り返しの引張りおよび圧縮荷重下で優れた弾性挙動を示します。伸ばしたり曲げたりすると、印刷された元の形状に戻ります。
EPU 40 は、ショア硬度 70A の市販の TPU に匹敵します。 EPU 樹脂はゴム状で、耐久性があり、柔軟で伸縮性があり、層の厚さは 100 µm または 0.1 mm で、ほとんど目に見えません。パーツは射出成形モデルに非常に近いため、プロトタイピングが非常に興味深いものになります。 EPU 40 スペック シートをご覧ください。
主な機能
- 高弾性
- 引き裂きに強い
- 化学的および生体適合性
アプリケーション
- ガスケットとシール
- ショックアブソーバー
- 防振装置
DLS FPU 50 (柔軟なポリウレタン)
FPU 50 は、衝撃、摩耗、疲労に強い半硬質材料で、繰り返し応力に耐えなければならない部品に適しています。この材料は、頑丈な筐体、ヒンジ機構、および摩擦ばめに最適です。 FPU はポリプロピレンに匹敵する優れた耐疲労性と耐熱性を備えています。 0.25 mm という薄さの機能を 3D プリントすることができ、EPU 40 のようなゴムのような弾力性はありません。DLS FPU 50 の全体的な仕様をご覧ください。
主な機能
- 丈夫で疲れにくい
- 高い引張強度
- 高い耐衝撃性と降伏強度
アプリケーション
- スナップフィット
- ストレイン リリーフ
- 小さな電気回路をカプセル化するためのマウントとブラケット
DLS SIL 30 (シリコーン)
シリコンウレタン材料である SIL は、ショア A 硬度 35 の市販の TPE に匹敵します。CLIP 技術により、ポリウレタンやシアン酸エステルベースの樹脂などの複雑な化学的性質を含む、新しいクラスのポリマーを使用した 3D プリントが可能になります。その結果、一般的なエンジニアリング要件を反映した、多様で増え続ける材料の選択が可能になります。これが SIL 30 のスペック シートです。
主な機能
- ソフトタッチ
- 生体適合性
- 引き裂きに強い
アプリケーション :
- ウェアラブル (リストバンド、ヘッドフォン パッド)
- 医療機器
これらの CLIP 樹脂はすべて、長期 (>30 日) の皮膚接触に適しています。同様に、皮膚との接触のみに適した EPU 40* を除き、すべて短期間 (<24 時間) の粘膜接触に使用できます。したがって、彼らは医療業界でも安全な材料を印刷する方法を見つけています。
柔軟な材料のコスト比較
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 | 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 |
| TPU ポリウレタン 88/95A(MJF) | 29.95€ | 12.37€ | 11.41€ |
| Flex TPU/TPE like(SLS) | 25.84€ | 23.24€ | 21.41€ |
| EPU 40 | 212.44€ | 48.82€ | 48.82€ |
| FPU 50 | 436.53€ | 100.31€ | 100.31€ |
| SIL 30 | 632.56€ | 159.24€ | 159.24€ |
結論
マスマーケットで入手可能な 3D プリント用の柔軟な材料には、主に 2 つのタイプがあります。FDM、MJF、SLS 3D プリンターでプリントできる TPU と、CLIP 樹脂 (Carbon DLS) です。より手頃な価格のパーツをお探しの場合は TPU 素材を、高強度や引き裂き抵抗などの高度な素材特性が必要な場合はより高価な CLIP 樹脂をお選びください。
これらの 3D プリント オプションはすべて Xometry で利用できます。CAD ファイルをアップロードして、価格オプションを確認してください。
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