ABS のような樹脂と本物の ABS:特性に関する洞察と比較ガイド

ABS (アクリロニトリル ブタジエン スチレン) は、家電製品の筐体やレゴ® ブロックなどの射出成形部品に広く使用されている熱可塑性ポリマーです。 ABS は 3 つの個別のモノマーで構成されるターポリマーです。スチレンとアクリロニトリルの成分はポリマー マトリックスに優れた強度と剛性を与え、一方、より柔らかいブタジエン成分は衝撃強度と破断点伸びの向上に役立ちます。これにより、ABS には従来のホモポリマーと比較して、多用途で非常に有用な一連の特性が与えられます。 PMMA (プレキシガラスまたはアクリル) やポリスチレンなどの材料は強度はありますが、非常に脆い傾向があります。一方、ポリエチレンやポリプロピレンなどの材料は非常に丈夫ですが、多くの用途に必要な強度と剛性が不足しています。 ABS はこのギャップを効果的に埋めることができ、多くの場合、エンクロージャ、機能的なプロトタイプ、スナップフィット アセンブリ、可動部品、治具、固定具に最適な素材です。

3D プリンティングの台頭により、ユーザーはより丈夫で耐久性のある素材など、従来のプラスチックに匹敵する素材を求めています。 ABS 類似の材料は、溶融堆積モデリング (FDM) 3D プリンティング用の ABS フィラメントや、Formlabs のタフ レジン ファミリーなどのタフな樹脂を含む、丈夫で耐衝撃性のある材料です。 

ABS と ABS 類似樹脂を理解するために、ABS 類似樹脂の印刷に関する特性、使用例、ベスト プラクティスを比較します。

ABS 様樹脂は、UV アクリレート ベースと ABS 特性を模倣する強化剤を添加したフォトポリマー樹脂です。標準の樹脂と比較して、ABS 類似樹脂は優れた靭性と柔軟性を備えています。 

ABS 類似樹脂は、強度、柔軟性、耐衝撃性の点で標準の樹脂とは異なります。これらのプロパティはすべて結びついています。より強くて硬い材料は、柔軟性や耐衝撃性が低くなります。 ABS 様樹脂でこれらの特性を実現するために、より柔らかい成分が樹脂に追加されます。これらは ABS のブタジエンと同様に作用し、衝撃強度やその他の靭性特性を向上させます。

3D プリンティングに関しては、FDM 用の ABS フィラメントと、光造形 (SLA) 用の ABS 類似樹脂があります。印刷方法により、ABS フィラメントは X 軸および Y 軸よりも Z 軸ではるかに弱いため、層の線が破損を引き起こす可能性があります。そのため、部品は特定の方向に衝撃を受けると丈夫になる可能性がありますが、層の境界を越えて応力を再分散する能力が低く、層全体で脆性破壊が発生する傾向があります。 

射出成形 ABS 部品と同様に、SLA 部品は等方性であり、どの方向に対しても同等の強度を持っています。さらに、ABS 様樹脂パーツは、FDM と比較して解像度が高く、表面仕上げが滑らかであるため、ABS 様樹脂パーツの方が審美的に優れています。  

このため、ABS フィラメント部品は、標準フィラメントで印刷された部品よりも破損する頻度が低くなります。一方、ABS 類似樹脂は、射出成形 ABS の美しさと特性に匹敵する治具や固定具などの高機能部品の印刷に使用できます。 

Formlabs のタフ樹脂ファミリーは、機能工学アプリケーション向けに開発されました。タフ2000樹脂は、ABSにマッチするタフファミリーの樹脂です。標準樹脂をわずかに強化したものである他の ABS 類似樹脂とは異なり、Tough 2000 樹脂は実際に射出成形 ABS に匹敵する機械的性能を達成します。

Tough 2000 樹脂は、ABS に匹敵する強度と剛性を備えた頑丈な素材であり、靭性と高温耐性および耐クリープ性を兼ね備えています。以下のような負荷のかかるアプリケーションに優れています。

• 美的でダークなマット仕上げの高機能プロトタイプ

• 飛散や変形に強く、高い環境安定性を備えた最終用途部品

• 高温耐性と耐クリープ性を備えた堅牢なエンクロージャ

• スナップフィットアセンブリ

• 長期の使用に耐える必要のある治具や治具

• 長期的な変形に耐える構造コンポーネントと耐荷重部品

ナッジ・ゼロは、低強度焦点式超音波を使用して、オピオイド中毒から耳鳴り、うつ病に至るまで、あらゆる脳疾患をある日のうちに治療するクラスIIの医療機器となることが期待されている。この部品には、MRI 内で動作する必要があるなど、高い需要があります。 

Nudge 3D のエンジニアは、丈夫な ABS のような Formlabs 樹脂である Tough 2000 樹脂を使用して、堅牢なエンクロージャ、スナップフィット、薄肉パーツをプリントします。印刷部分は衝撃に強く、叩いても大丈夫です。 

射出成形された ABS 部品とは異なり、ABS 類似の樹脂は幾何学的に拘束されないため、成形できない複雑な形状が可能になります。さらに、金型が不要なため、3D プリントを使用すると、低コストで 1 日以内に Nudge を繰り返すことができます。 

Nudge が Tough 2000 樹脂を使用して印刷することでどのように時間とコストを節約するかをご覧ください。

ストーリーを読む

靭性は、ABS のような樹脂を説明するためによく使用されますが、延性、破断点伸び、耐衝撃性、ノッチ付きアイゾットなど、さまざまな意味を持ちます。靭性の測定方法の詳細については、こちらをご覧ください。

標準樹脂、ABS 類似樹脂、ABS を完全に理解するには、機械的特性を比較する必要があります。

*Formlabs によって内部テスト済み

^メーカーによって報告されたデータ

*材料特性は部品の設計や製造方法によって異なる場合があります。印刷パーツが意図された用途に適合するかどうかを検証するのはメーカーの責任です。

ABS の特性はポリマーの組成によって大きく異なる可能性があるため、Tough 2000 樹脂は、通常 ABS を使用する用途に対する万能のソリューションではない可能性があります。正確なニーズに応じて、これらの樹脂のいずれかが適切な選択となる場合があります。 

Tough 1500 レジンは、Tough 2000 レジンよりもコンプライアンスが高く、ラッチ、フレクシャ、ダンパーなどのコンプライアント機構など、剛性と延性の組み合わせが必要な部品に最適です。 

難燃性樹脂は、低いクリープと高い HDT を備えており、高温または発火源のある屋内および工業環境で長期間良好に機能する部品向けです。

Formlabs の汎用樹脂 (クリア レジンやカラー レジンを含みますが、これらに限定されません) は、Siraya Tech、Sunlu、Anycubic が提供する材料のような低コストの ABS 類似樹脂とほぼ同等の強靭性と ABS 類似性を持ちながら、はるかに強度と剛性が高いため、ABS 類似のプロトタイプや短期間の生産に適しています。

インタラクティブ

どの 3D プリント材料を選択すればよいかを判断するのに助けが必要ですか?当社の新しいインタラクティブな材料ウィザードは、増え続ける樹脂のライブラリから、用途や最も重視する特性に基づいて材料を適切に決定するのに役立ちます。

資料を勧めてください

ABS 類似樹脂は、標準の樹脂で印刷されたものよりも堅牢で耐衝撃性が必要な 3D 印刷部品に最適です。機能的なプロトタイプ、最終用途部品、短期生産、治具や治具には ABS 類似樹脂を選択してください。 

UV にさらされる部品の場合、ABS のような樹脂は理想的ではありませんが、コーティングは耐 UV 性を高めるのに役立ちます。 10 年以上持続する必要がある部品も理想的ではありません。 

以下に最適:

• 耐衝撃部品

• 落下に耐えられるフィギュアや模型

• 繰り返しの使用に耐えられる治具と治具

• スナップフィットエンクロージャ

• 機能的なプロトタイプ

• 最終用途部品

次のような場合には理想的ではありません:

• 非常に薄肉の部品。 3D プリントされたパーツの厚さを変更して、パーツをより丈夫にすることができることに注意してください。 

• 10～20 年使用する必要がある部品

• UV にさらされる部品 (部品をコーティングすると耐 UV 性が向上することに注意してください)

Tough 2000 レジンおよび Tough レジン ファミリーのその他のマテリアルは、Form 4 および Form 4L を含む Form シリーズ 3D プリンタで印刷できるように設計されており、各 Formlabs マテリアルの設定と Form Wash および Form Cure での検証済みの後処理が行われています。これにより、モデルから 3D プリント部品への移行が簡単になります。 

Tough 2000 レジンは、Form 4 シリーズ 3D プリンタのテクノロジーを活用して、滑らかな表面と微細なディテールを備えた正確でプレゼンテーションに適した部品を製造するために配合されており、最高の ABS 類似樹脂の 1 つとなっています。 

Form シリーズ 3D プリンタのオープン マテリアル モード (OMM) を使用すると、サードパーティの ABS 類似樹脂を印刷できるため、Form シリーズは最高の ABS 3D プリンタになります。ロックタイトは、LOCTITE 3D 3843 などの樹脂を製造しており、ABS と同様の特性を持ち、OMM を備えた Formlabs 樹脂プリンタで印刷できます。  

他にも ABS に似た素材がありますが、多くは複雑な後処理手順を必要とするため、作業が困難です。ポリウレタンのような 2 液性樹脂も利用できますが、ワークフローははるかに複雑で、材料を混合した後の印刷寿命は限られています。追加の制限には、乾燥保管環境や追加の硬化手順が含まれます。 Carbon 3D の一部の ABS 類似マテリアルは、このカテゴリに分類されます。 

Formlabs の他の丈夫な樹脂には次のものがあります。

• Tough 1000 レジンは Formlabs の最も丈夫な樹脂で、驚くほど耐衝撃性があり壊れにくいですが、その結果、Tough 2000 レジンよりも剛性と強度が低くなります。したがって、この樹脂は非常に薄肉の部品にはあまり理想的ではなく、HDPE や Delrin (POM) に匹敵します。

• Tough 1500 レジンは、Tough 1000 レジンと Tough 2000 レジンの間の弾性率を持ち、Tough 1000 レジンよりも硬く、強度が高くなります。この樹脂はポリプロピレン (PP) に似ています。

Formlabs のタフ樹脂ファミリーの材料はすべて、引張弾性率に基づいて名前が付けられています。

FDM 3D プリンティングの解像度により、テレビのリモコンのハウジングのような薄肉の部品を作成するのは困難です。さらに、ABS フィラメントは層のラインに沿って破断する可能性が高くなります。したがって、ABS のような樹脂は、薄い壁や筐体に適しています。 FDM は、部品のプロトタイピングや、ジグや治具などの厚くて分厚い ABS からの部品の作成に優れている傾向があります。ただし、層のラインと表面仕上げにより、ABS 類似樹脂はフィラメントよりも丈夫で破損しにくい部品を提供します。さらに、ABS のような樹脂プリントの表面仕上げは、射出成形された ABS に最も似ており、より精密な用途ではこれが重要になる可能性があります。

サンプル部分

Tough 2000 樹脂 V2 は、アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS) に匹敵する強度と剛性を備えた頑丈な素材で、靭性と高温耐性および耐クリープ性を兼ね備えています。

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特定のプリンター設定は、使用する樹脂とプリンターによって異なります。 Form シリーズ 3D プリンタで印刷された Formlabs 樹脂の場合、層の高さ、露光時間、最適なサポート設定を PreForm で直接利用できます。 Form シリーズ 3D プリンタでサードパーティの ABS 類似樹脂を印刷したいユーザーは、樹脂メーカーから入手可能なものが存在しない場合、OMM を使用してカスタム設定を作成できます。たとえば、Loctite にはいくつかの設定に関する提案がありますが、ダイヤルイン設定が必要になります。 

一般に、ABS のような樹脂は、材料が柔らかく、UV 露光時間が長く、剥離時間や放置時間、つまりフィルムからパーツを引き剥がすのにかかる時間が長いため、より多くのサポートが必要になります。このため、ABS 系樹脂は標準の樹脂よりも印刷に少し時間がかかります。 Form 4 シリーズ 3D プリンタの強力なバックライトにより、ABS 系樹脂やその他のエンジニアリング樹脂が印刷速度に大きな影響を与えることなく硬化されます。低コストのプリンタや強力なバックライトを備えていないプリンタでは、ABS のようなものを含むエンジニアリング樹脂の印刷に時間がかかります。

印刷後、メーカーの指示に従ってパーツを洗浄します。次に、パーツを硬化する前にサポートを取り外します。サポートは硬化するとさらに硬くなり、取り外すのが難しくなります。 

Formlabs Form Cure は熱による硬化を可能にし、高度な機械的特性を解放します。低コストの硬化剤は入手可能ですが、これらは熱で硬化しないため、靭性、強度、耐熱性など、達成できる高度な特性が低下します。熱による硬化が樹脂にどのような影響を与えるかについては、以下のビデオで詳しくご覧ください。

部品が硬化したら、サンドペーパーを使用して部品を修正できます。パーツはより柔らかくゴム状になっているため、二次硬化する前に研磨を行わないでください。硬化するまで研磨を待つことで、より滑らかな表面仕上げが保証されます。

脆化や亀裂を防ぐために、部品が過剰に硬化しないようにしてください。部品が紫外線にさらされる場合は、部品をコーティングすることが重要です。これは、ABS と ABS 類似の樹脂パーツの両方に当てはまります。

3D プリントにおける ABS は何を表しますか?

ABS はアクリロニトリル ブタジエン スチレンの略で、ポリマーの一種です。 

ABS 3D プリンター フィラメントとは何ですか?

ABS プリンター フィラメントは、FDM 3D プリンティングの原料として使用するために、細い直径 1.75 mm または 3 mm のストランドに押し出された ABS ポリマーです。 PLA などの標準的な FDM 3D プリンティング フィラメントよりも強靭なベース ポリマーを使用することで、靭性などの特性が向上します。 ABS フィラメントは、すべての FDM マテリアルと同様に、Z 軸の特性が劣ります。

ABS 系樹脂とは何ですか?

ABS 様樹脂は、標準的なフォトポリマー樹脂よりも強靱であることを目的とした樹脂です。 ABS は FDM 3D プリンティング用の事実上の強靱な材料オプションであったため、組成や特性はさまざまであっても、「ABS 類似」はより強靱な樹脂を指す用語になりました。 

Formlabs Tough 2000 樹脂などの一部の SLA 3D プリント樹脂は、実際に射出成形 ABS のパフォーマンスに匹敵します。

ABS に似た樹脂は ABS と比較してどれくらいの強度がありますか?

射出成形 ABS と比較した ABS 樹脂部品の強度は、部品の形状、樹脂、および強度の定義方法によって異なります。 

ABS のような樹脂は脆いですか?

ABS 様樹脂は標準の樹脂よりも丈夫で脆くないため、衝撃に耐える必要がある部品に適しています。 ABS 系樹脂を硬化しすぎると、より脆くなります。 

ABS のような樹脂に最適な 3D プリント設定は何ですか?

ABS のような樹脂を印刷するための理想的な設定は、使用する特定の樹脂と 3D プリンターによって異なります。 Formlabs Tough 2000 レジンは、すべての Formlabs レジンと同様、検証済みの設定を備えています。オープン マテリアル モード (OMM) を使用すると、Formlabs SLA 3D プリンタで他の ABS のような樹脂を印刷できますが、これらの設定は樹脂メーカー (利用可能な場合) からダウンロードするか、開発する必要があります。 

ABS 系樹脂は安全に使用できますか?

レジンを印刷する場合、ユーザーはレジンの製造元から入手できる使用説明書のガイドラインに従う必要があります。 

ABS 様樹脂の硬化時間はどのくらいですか?

ABS 系樹脂パーツの硬化は、使用するプリンターと素材によって異なります。 Form シリーズ 3D プリンターでの Tough 2000 レジンの硬化時間と温度については、こちらをご覧ください。 

ABS 3D プリントを滑らかにするにはどうすればよいですか?

レジン 3D プリント、特に Form シリーズ 3D プリンタでプリントされたものは、特にサポートが内面に配置されている場合、滑らかでマットな仕上がりになります。ただし、必要に応じて部品をさらに研磨することもできます。 

ABS のような樹脂のプリントを研磨してペイントすることはできますか?

ABS のような樹脂部品は研磨して塗装することができますが、屋外で使用する場合や紫外線にさらされる場合は、紫外線により時間の経過とともに靭性が低下するため、塗装またはコーティングする必要があります。特に黒色は、時間の経過とともに部品の耐紫外線性が劇的に向上する傾向があります。 

ABS 様樹脂は標準樹脂よりも丈夫で、ABS を含む射出成形熱可塑性プラスチックと同様の機械的特性を示します。 ABS フィラメントは FDM 3D プリンティングに使用できますが、FDM 3D プリンティングの性質上、これらのパーツは層のラインに沿って弱いため、落下などの衝撃で破損する可能性が高くなります。 

Formlabs Tough 2000 樹脂は、射出保持 ABS と同等の機械的特性を備えた、丈夫で耐衝撃性の 3D プリント部品に最適な ABS 類似樹脂です。 Form 4 シリーズ 3D プリンタは、最高の ABS 3D プリンタであり、細部まで繊細で滑らかな仕上がりを実現します。 

Tough レジン ファミリの詳細については、Formlabs マテリアル ライブラリを参照するか、専門家に問い合わせてください。無料のサンプル パーツをリクエストして、自分で材料を評価してください。