ABSライクレジン vs 実ABS：特性比較と選定ガイド

ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）は、コンシューマーエレクトロニクスの筐体やLEGO®ブロックなど、射出成形パーツに広く使われる熱可塑性ポリマーです。ABSは3つのモノマーからなるテルポリマーで、スチレンとアクリロニトリル成分がポリマーマトリックスに優れた強度と剛性を与え、より柔らかいブタジエン成分が衝撃強度と破断伸びを向上させます。これにより、ABSは従来のホモポリマーと比較して汎用性の高い非常に有用な特性セットを実現しています。PMMA（プレキシガラス/アクリル）やポリスチレンのような材料は強いですが非常に脆く、ポリエチレンやポリプロピレンのような材料は非常にタフですが、多くの用途で必要な強度と剛性に欠けます。ABSはこのギャップを効果的に埋め、筐体、機能プロトタイプ、スナップフィットアセンブリ、可動部品、治具、固定具などの定番材料となっています。

3Dプリントの台頭に伴い、ユーザーは従来のプラスチックに匹敵する、よりタフで耐久性のある材料を求めるようになりました。ABSライク材料は、FDM 3Dプリント用ABSフィラメントや、Formlabs Toughレジンファミリーのようなタフレジンなど、タフで衝撃に強い材料を含みます。

ABSとABSライクレジンを理解するために、特性、ユースケース、ABSライクレジンのプリントベストプラクティスを比較します。

ABSライクレジンは、UVアクリレートベースにタフネス剤を添加し、ABS特性を模倣することを目的とした光重合性レジンです。標準レジンと比較して、ABSライクレジンはより優れたタフネスと柔軟性を提供します。

ABSライクレジンは、強度、柔軟性、衝撃耐性において標準レジンと異なります。これらの特性はすべて相互に関連しており、より強く剛性の高い材料は、より柔軟性が低く、衝撃耐性も低くなります。ABSライクレジンでこれらの特性を実現するには、より柔らかい成分をレジンに添加します。これらはABS中のブタジエンと同様に働き、衝撃強度などのタフネス特性を向上させます。

3Dプリントにおいては、FDM用ABSフィラメントと、SLA用ABSライクレジンがあります。プリント方式の違いにより、ABSフィラメントはZ軸方向がX、Y軸方向よりも大幅に弱く、積層線が破断の原因となります。そのため、特定方向からの衝撃にはタフでも、層境界を越えて応力を再分配する能力が低く、層間で脆性破壊を起こしやすくなります。

射出成形ABSパーツと同様に、SLAパーツは等方的であり、全方向で均一な強度を持ちます。さらに、ABSライクレジンパーツはFDMと比較して高精細で滑らかな表面仕上げを実現し、より美観に優れます。

このため、ABSフィラメントパーツは標準フィラメントより破損しにくいですが、ABSライクレジンは、射出成形ABSに匹敵する美観と特性を持つ、治具・固定具のような高機能パーツのプリントに使用できます。

Formlabs Toughレジンファミリーは、機能的エンジニアリング用途向けに開発されました。Tough 2000レジンは、Toughファミリーの中でABSに匹敵するレジンです。単に標準レジンをわずかにタフにしただけの他のABSライクレジンとは異なり、Tough 2000レジンは実際に射出成形ABSに匹敵する機械的性能を達成しています。

Tough 2000レジンは、ABSに匹敵する強度と剛性を持つ堅牢な材料で、靭性と高温・クリープ耐性を兼ね備えています。以下の重負荷用途で優れた性能を発揮します。

• 美観を備えたダークマット仕上げの高機能プロトタイプ

• 破損・変形に強く、高い環境安定性を持つエンドユースパーツ

• 高温・クリープ耐性を備えた堅牢な筐体

• スナップフィットアセンブリ

• 長期使用に耐える治具・固定具

• 長期変形に強い構造部品・荷重支持部品

Nudge Zeroは、将来的にオピオイド依存から耳鳴り、うつ病まで脳疾患を治療する低強度集中超音波を用いたClass II医療機器になる見込みです。パーツには高い要求があり、一部はMRI内部で動作する必要があります。

Nudgeのエンジニアたちは、FormlabsのタフでABSライクなレジンであるTough 2000レジンを使用して、堅牢な筐体、スナップフィット、薄肉パーツを3Dプリントしています。プリントされたパーツは衝撃に耐え、タッピング加工も可能です。

射出成形ABSパーツとは異なり、ABSライクレジンは幾何学的に無制約であり、成形不可能な複雑な形状を実現できます。また、金型が不要なため、3DプリントによりNudgeは低コストで1日以内に反復検証が可能です。

NudgeがTough 2000レジンでプリントすることで時間とコストを節約している方法をご覧ください。

ストーリーを読む

タフネスはABSライクレジンを説明する際によく使われますが、延性、破断伸び、衝撃耐性、ノッチ付きアイゾットなど、多くの意味を含みます。タフネスの測定方法について詳しくはこちら。

標準レジン、ABSライクレジン、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社内テスト

^メーカー公表値

※材料特性はパーツ設計と製造方法によって変動する可能性があります。プリントパーツが意図した用途に適しているか検証するのは製造者の責任です。

ABS特性はポリマー組成によって大きく変わるため、Tough 2000レジンが通常ABSを使用する用途すべてに万能なソリューションになるとは限りません。正確なニーズに応じて、以下のレジンが良い選択肢となる場合があります。

Tough 1500レジンはTough 2000レジンよりコンプライアント（柔軟）で、ラッチ、フレクシャー、ダンパーなどのコンプライアントメカニズムのように、剛性と延性の組み合わせが必要なパーツに最適です。

難燃性レジンは低クリープと高HDTを備え、高温や着火源がある屋内・産業環境で長期的に良好な性能を発揮するパーツ向けです。

Formlabs汎用レジン（クリアレジン、カラーレジン等に限定されない）は、Siraya Tech、Sunlu、Anycubic等が提供する低コストABSライクレジンと同程度のタフネスとABSライクさを持ちながら、より強く剛性が高いため、ABSライクプロトタイプと短納期生産に適しています。

インタラクティブ

どの3Dプリント材料を選ぶべきか迷っていますか？ 新しいインタラクティブなマテリアルウィザードが、あなたの用途と、拡大し続けるレジンライブラリの中で最も重視する特性に基づいて、適切な材料選定をサポートします。

材料を推薦してもらう

ABSライクレジンは、標準レジンでプリントされたパーツよりも堅牢で衝撃に強いパーツが必要な場合に最適です。機能プロトタイプ、エンドユースパーツ、短納期生産、治具・固定具にABSライクレジンを選択してください。

UVに曝露されるパーツにはABSライクレジンは不向きですが、コーティングでUV耐性を高められます。10年以上持たせる必要があるパーツにも不向きです。

適している用途：

• 衝撃耐性が必要なパーツ

• 落下に耐えるフィギュアや模型

• 繰り返し使用に耐える治具・固定具

• スナップフィット筐体

• 機能プロトタイプ

• エンドユースパーツ

不向きな用途：

• 極めて薄肉のパーツ。なお、3Dプリントパーツの厚みを変えることでタフネスを高められます。

• 10〜20年持たせる必要があるパーツ

• UVに曝露されるパーツ（コーティングでUV耐性を向上可能）

Tough 2000レジンとToughレジンファミリーの他材料は、Form 4やForm 4Lを含むFormシリーズ3Dプリンターでのプリント用に設計され、各Formlabs材料の設定と、Form WashとForm Cureでの検証済み後処理が用意されています。これにより、モデルから3Dプリントパーツへスムーズに移行できます。

Tough 2000レジンは、Form 4シリーズ3Dプリンターのテクノロジーを活用するよう処方されており、滑らかな表面と微細なディテールを持つ精密でプレゼンテーションレディなパーツを実現し、最高のABSライクレジンの一つとなっています。

Formシリーズ3Dプリンターのオープンマテリアルモード（OMM）を使用すれば、サードパーティ製ABSライクレジンもプリント可能で、Formシリーズは最高のABS 3Dプリンターとなります。Loctiteは、ABSに類似した属性を持つLOCTITE 3D 3843などのレジンを製造しており、OMMでFormlabsレジンプリンターでプリントできます。

他のABSライク材料もありますが、多くは複雑な後処理手順を必要とし、扱いが困難です。二液性レジン（ポリウレタン等）もありますが、ワークフローがはるかに複雑で、材料混合後のプリント寿命が限られます。乾燥保管環境や追加硬化ステップといった追加制約もあります。Carbon 3Dの一部ABSライク材料がこのカテゴリに該当します。

Formlabsの他のタフレジンには：

• Tough 1000レジンはFormlabsで最もタフなレジンで、驚異的な衝撃耐性と破損しにくさを持ちますが、その結果としてTough 2000レジンより剛性と強度が低くなります。そのため、極めて薄肉パーツには不向きで、HDPEやデルリン（POM）に近い特性です。

• Tough 1500レジンはTough 1000レジンとTough 2000レジンの中間のモジュラスを持ち、Tough 1000レジンより剛性と強度が高く、ポリプロピレン（PP）に類似しています。

Formlabs Toughレジンファミリーの材料はすべて、引張モジュラスにちなんで命名されています。

FDM 3Dプリントの解像度では、TVリモコンの筐体のような薄肉パーツを作るのは困難です。また、ABSフィラメントは層境界で破断しやすいです。したがって、薄肉や筐体にはABSライクレジンが優れています。FDMは厚みのある塊状のパーツ（治具・固定具など）のプロトタイピングや製作に向いています。しかし、積層線と表面仕上げの点で、ABSライクレジンの方がよりタフで破断に強いパーツを提供します。さらに、ABSライクレジンプリントの表面仕上げは射出成形ABSに最も近く、より精密な用途では決定的です。

サンプルパーツ

Tough 2000レジン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持つ堅牢な材料で、靭性と高温・クリープ耐性を兼ね備えています。

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具体的なプリンター設定は、使用するレジンとプリンターによります。FormlabsレジンをFormシリーズ3Dプリンターでプリントする場合、層高さ、露光時間、最適サポート設定はPreFormで直接利用できます。Formシリーズ3Dプリンターでサードパーティ製ABSライクレジンをプリントしたいユーザーは、レジンメーカーから提供されている場合はそれをダウンロードし、なければOMMでカスタム設定を作成できます。例えば、Loctiteはいくつかの設定推奨を出していますが、調整が必要です。

一般的に、ABSライクレジンは材料が柔らかいためより多くのサポート、より長いUV露光時間、より遅いピールとロイタータイム（フィルムからパーツを剥がすのにかかる時間）を必要とします。このため、ABSライクレジンは標準レジンより少しプリントに時間がかかります。Form 4シリーズ3Dプリンターの強力なバックライトにより、ABSライクや他のエンジニアリングレジンはプリント速度を大きく犠牲にせずに硬化します。強力なバックライトを持たない低価格プリンターでは、エンジニアリングレジン（ABSライクを含む）のプリントに時間がかかります。

プリント後、メーカーの指示に従って洗浄します。その後、硬化前にサポートを除去します。硬化後はサポートがさらにタフになり、除去が困難になるためです。

Formlabs Form Cureは熱を用いた硬化を可能にし、高度な機械的特性を引き出します。低コストの硬化装置もありますが、これらは熱硬化しないため、タフネス、強度、耐熱性など達成できる高度な特性が低下します。熱硬化がレジンに与える影響については下記動画をご覧ください。

硬化後、サンドペーパーでタッチアップできます。硬化前のサンディングは避けてください。パーツが柔らかくガミー状態だからです。硬化後にサンディングすることで、より滑らかな表面仕上げが得られます。

脆化とクラックを防ぐため、過剰硬化しないでください。UVに曝露される場合はパーツをコーティングすることが重要です。これはABSにもABSライクレジンパーツにも当てはまります。

3DプリントにおけるABSとは？

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？

ABSプリンターフィラメントは、ABSポリマーを直径1.75mmまたは3mmの細いストランドに押し出し、FDM 3Dプリントの原料（フィードストック）としたものです。標準的なFDM 3Dプリントフィラメント（PLA等）よりタフなベースポリマーを使用することで、タフネスなどの改善された特性を提供します。すべてのFDM材料と同様、ABSフィラメントもZ軸方向の特性が劣ります。

ABSライクレジンとは？

ABSライクレジンは、標準光重合性レジンよりタフを目指したレジンです。ABSがFDM 3Dプリントの事実上のタフ材料オプションであったため、「ABSライク」が組成と特性が様々でもタフなレジンの呼称となりました。

Formlabs Tough 2000レジンのような一部のSLA 3Dプリントレジンは、実際に射出成形ABSの性能に匹敵できます。

ABSライクレジンはABSと比べてどのくらい強い？

ABSライクレジンパーツの強度が射出成形ABSと比べてどうなるかは、パーツ形状、レジン、強度の定義によります。

ABSライクレジンは脆い？

ABSライクレジンは標準レジンよりタフで脆くなく、衝撃に耐えるパーツに適しています。ABSライクレジンを過剰硬化するとより脆くなります。

ABSライクレジンの最適な3Dプリント設定は？

ABSライクレジンの理想的なプリント設定は、特定のレジンと3Dプリンターによります。Formlabs Tough 2000レジンは、すべてのFormlabsレジンと同様に検証済み設定があります。オープンマテリアルモード（OMM）により、Formlabs SLA 3Dプリンターで他のABSライクレジンもプリント可能ですが、それらの設定はレジンメーカーからダウンロードする（提供されている場合）か、独自に開発する必要があります。

ABSライクレジンは安全に使える？

レジンをプリントする際は、レジンメーカーから提供される使用説明書のガイドラインに従ってください。

ABSライクレジンの硬化時間は？

ABSライクレジンパーツの硬化時間はプリンターと材料によります。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はこちらで確認できます。

ABS 3Dプリントを滑らかにするには？

レジン3Dプリント、特にFormシリーズ3Dプリンターでプリントされたものは、サポートを内面に配置すれば特に滑らかなマット仕上げになります。必要ならさらにサンディング可能です。

ABSライクレジンプリントをサンディング・塗装できる？

ABSライクレジンパーツはサンディングと塗装が可能です。屋外使用やUV曝露がある場合は塗装またはコーティングすべきです。UVによりタフネスが時間とともに低下するためです。特に黒色は、経時的なUV耐性を劇的に向上させる傾向があります。

ABSライクレジンは標準レジンよりタフで、ABSを含む射出成形熱可塑性プラスチックと類似の機械的特性を示します。FDM用ABSフィラメントは利用可能ですが、FDM 3Dプリントの性質上、これらのパーツは層境界が弱く、落下などの衝撃で破断しやすくなります。

Formlabs Tough 2000レジンは、射出成形ABSに匹敵する機械的特性を持つ、タフで衝撃に強い3Dプリントパーツ向けの最適なABSライクレジンです。Form 4シリーズ3Dプリンターは、微細なディテールと滑らかな仕上げを提供する最高のABS 3Dプリンターです。

Toughレジンファミリーについて詳しくは、Formlabsマテリアルライブラリをご覧いただくか、エキスパートにお問い合わせください。無料サンプルパーツを請求して、材料をご自身で評価してください。