プリントするように手軽に立体造形することを可能にした3Dプリンター。家庭用の製品も数多く販売されているので、興味をお持ちの方も少なくないと思います。3Dプリンターには、いくつかの造形方式があり、造形物の元となる材料にも数多くの種類があるので、造形物に合った材料を選択することが重要です。本記事では、3Dプリンターで利用できる材料について紹介しているので、3Dプリンターの購入を考えている方は、ぜひ参考にしてください。
3Dプリンターで利用可能な材料（フィラメント）
それでは、3Dプリンターを使った造形に欠かせない材料（フィラメント）について解説します。これまではABS樹脂やPLA樹脂がよく使われてきましたが、現在では性質の異なるさまざまな材料を利用可能です。
ABS樹脂
ABS樹脂は、ご紹介したとおり、これまでの3Dプリントにおいて欠かせない材料でした。衝撃、薬品、そして熱に強く、プリントアウトしたあとの加工性も優れています。ABSは、「A＝アクリロニトリル」「B＝ブタジエン」「S＝スチレン」が結びついたプラスチックです。耐候性にやや難があるため、造形物を日光が当たる場所や屋外に置く場合は注意が必要です。
PLA樹脂
PLA樹脂は、ABS樹脂とともにこれまでも3Dプリンターの造形材料として使われてきました。PLA樹脂はでんぷんからできており、ABS樹脂とは異なる地球にやさしい素材としても知られています。
ABS樹脂と比較すると造形物が安定すること、冷えてからも反るなどの変形に強いこと、化学的なニオイがしないことがPLA樹脂の長所です。
しかし、衝撃や熱に弱いため、造形物に多くの加工を施す必要がある場合は注意が必要です。
ポリプロピレン樹脂（PP）
耐熱容器によく使われていることで知られるポリプロピレン樹脂も、3Dプリンターの造形材料として使われています。熱、薬品、衝撃に強く、軽いなど、多くの魅力が備わる造形材料です。これまでは、主にビジネスの世界で使われる粉末焼結方式の造形材料として使われてきましたが、現在は家庭用熱溶解積層方式の3Dプリンター用の製品も出てきています。
PET
ペットボトルに使われているPETも3Dプリンターの造形材料として使われています。熱に強く、高い耐久性も備わりますが、残念ながらペットボトルほど透明な造形物を作ることは不可能です。PETよりも透明度が高く、ABS樹脂に匹敵する強さを持つPETGという材料もあります。
ASA樹脂
ASA樹脂は、ABS樹脂に近い構造を持つ樹脂で、やはり3Dプリンターの造形材料として使われています。ABS樹脂の弱点である耐候性に優れているため、日光が当たる場所や屋外に置く造形物に向く造形材料です。
ポリカーボネート樹脂（PC）
ポリカーボネート樹脂は、製造業などのビジネスの現場で主に使われているプラスチックです。プラスチック系の素材としては、非常に高い耐熱性、耐候性を持ち、衝撃への強さも抜群です。造形物の仕上がりの美しさも、ポリカーボネートの大きな魅力ですが、残念ながら対応している3Dプリンターが少ないというデメリットがあります。
アクリル樹脂
さまざまな製品に使われているアクリル樹脂も3Dプリンターで出力できる造形材料です。耐候性に優れ、衝撃にも強いため、3Dプリンターでの造形にも使いやすいのですが、3Dプリンターでは残念ながらアクリル製品のように完全な透明に仕上げることはできません。
エポキシ系樹脂
古くからおなじみのエポキシ系樹脂は、熱が加わると硬くなる性質を持ちます。造形物の安定性に優れ、薬品への強さも備わっていますが、ABS樹脂ほどの強さはありません。光造形方式の3Dプリンターで使用可能です。
ナイロン樹脂
ナイロン樹脂も、私たちの生活のあちらこちらで使われています。自動車やアパレルの世界では、特におなじみではないでしょうか。ナイロン樹脂は熱や衝撃、薬品への強さがあるうえ、やわらかさも持ちあわせる素材です。造形材料としてとても魅力的に思えますが、一般家庭でよく使われる熱溶解積層方式の3Dプリンターでの造形には、現在のところあまり向いていません。
熱可塑性ポリウレタン
熱可塑性ポリウレタンは、かんたんに言えば「ゴム」。優れた柔軟性と耐熱性を持ち、調整が容易なことが魅力です。食品や医療の分野で多く使われていますが、3Dプリンターの造形材料としては、対応しているプリンターがまだ少ないという難点があります。
石膏
石膏は、インクジェット方式に似たバインダージェット方式という、結合材を噴射して造形物を固める方式でのみ使用できる造形材料です。ご存じのようにもろいため、確認用のモデル製作など、用途は限られます。
金属
ニッケルやチタン、ステンレス、アルミ、鉄など、主に工業製品の製造に用いられている金属の造形材料もあります。
3Dプリンターで社外品の造形材料は使えるのか？
3Dプリンターでは、基本的にメーカー純正の造形材料を使用します。しかし、社外品の材料が使えないわけではありません。ただし、保証がきかなくなるというリスクを理解することが前提です。実際、熱溶解積層方式の3Dプリンター用の材料は、数多く市販されていますから、使わないことのほうが不自然かもしれませんが、責任は自分でとらなければならないことに留意しましょう。
サポート材にも種類がある
熱溶解積層方式の3Dプリンターでは必須の材料である「サポート材」。造形の際に、まだやわらかい造形物を支え、まさに造形をサポートする役割を果たします。3Dプリンターに備わっているノズルの数により、使用できるサポート材は異なるので注意が必要です。ノズルが1本だけの3Dプリンターで造形する場合は、サポートのことも考えてデザインしなければなりません。この場合、造毛材料そのものをサポート材として使う必要があるため、取り外しが厄介です。
一方、2本ノズルがある3Dプリンターなら、サポート材を別の材料で作れます。取り外しやすい材料を選べるため、サポート材を使って造形する必要がある場合は、最初から複数のノズルが備わる3Dプリンターを購入したほうがよいでしょう。
まとめ
3Dプリンターで造形する際に使用する材料について解説しました。3Dプリンターで造形する際は、造形物の用途に合わせて材料を選ぶ必要があります。また、熱溶解積層方式の3Dプリンターでは、サポート材も重要なので、プリンター選びと同様に、サポート材の材料も気を遣って選んでください。