3Dプリンタフィラメントの素材:PLA編

フィラメント

サムネイル出典:polymaker

3Dプリンターで使える素材に関して実はあまり知らなかったなと思いまして、調べることにしました。

まずは私の3Dプリンターで出力できる素材をということで、第一回はPLAに関して調べたことをまとめます。

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PLA

PLAってどんな素材?

PLAは”Poly-Lactic Acid”の略でポリ乳酸と呼ばれる材料が使われております。開発は20年ほど前に行われておりまして、割と新しい素材です。

とうもろこしや、ジャガイモ、キャッサバなどから取れるデンプンから抽出した、植物由来のプラスティックです。プラスチックといえば石油が使われていると思っていましたが、PLAは植物由来になっているんですね。

バイオプラスチックというジャンルに分類され、その中でも生物由来で生分解性があります。堆肥に埋めると分解されることから環境にも優しいと言われています。

ただ注意しなければならないのは、この生分解性は適切な条件下でのみ発揮され、前述の通り堆肥に埋めることで分解されますので、普通にゴミとして処理しただけでは、完全に環境に優しいとは言えないです。

どんなところに使われているの?

PLAは私たちの生活にも活用がされておりまして、その透湿性がある特徴から、野菜や果物の包装に使われております。

ポリ乳酸の市場規模、シェア、エンドユーザー別動向を分析したレポートを見ても包装部門が一番高い割合となっております。

出典:GRAND VIEW RESEARCH

また、生分解性を利用して、体内で自然に溶けるため、縫合系としての活用もされております。

3DプリンターにおけるPLAってどんな特徴?

ここまでは広くPLA素材がどのような素材か、社会での活用事例を見てきました。

ここからは3Dプリンターの素材としてPLAがどのような特徴を持っているのかを見ていきます。

いろいろなPLAフィラメントの存在

PLAはそれ自体が安価なフィラメントとして提供されておりますが、他素材の粉末を混ぜることで質感に変化をつけたフィラメントも存在します。

例えば木材の粉末を混ぜたフィラメントは木で作ったような暖かい質感が出ます

出典:i-MAKER

この他にも金属の粉末を混ぜて、銅像のような質感を出せるフィラメントなど、さまざまな素材を混ぜたフィラメントが販売されております。

私が先日購入した、蓄光フィラメントもPLAが使われておりました

強み

3DプリントにおけるPLAの強みは安定性です。寸法安定性と呼ばれる安定性が高いです。どういうことかというと、熱収縮性が高くないので、反ってヒートベッドから剥がれたりしづらいという特徴があります。

そのため、入門機の低価格3Dプリンターでも扱いが容易で初心者でも扱いやすい素材と言えます。

価格も低価格でありまして、試作を繰り返す3Dプリントにとって強い味方となります。

そして、プリント中に強い臭いを発生しないことも特徴です。あまり良くないのですが、私は寝室に3Dプリンターを置いておりまして、寝ている間に不快な匂いがしないのでとても助かっております。

弱み

一方で、素材としての弱みは、熱に弱くて60度くらいで柔らかくなってしまうことです。なので夏の車内や屋外に置かれるものにはあまり向いていないとされています。

また柔軟性がないため、硬くて脆いのも特徴です。確かに落とすと割れてしまったり、ヒートベッドから剥がすときにパキッといってしまうのは、ABSよりもPLAの方が多い気がします。

また、後加工がしづらいのもPLAの弱みとイメあす。PLAは耐熱性が低いため、溶けやすく、サンドペーパーでやすりがけするのも大変です。この辺は、光造形のレジンに比べると、FDM式で使われる素材はどれも後加工大変じゃないかな?とも思うのですが、PLAは特に硬い印象です。

またABSはアセトンを使った加工で光沢を出す方法がありますが、PLAには使えません。PLAもTHF(テトラヒドロフラン)を使って光沢を出すことは可能なようですが、扱いが難しそうでした。

こちらの歯科とスリィディと私」の記事にPLA素材を100円ショップのマニュキュアトップコートと、アクリサンデーで綺麗にしている記事がありまして、こちらなら手軽に試すことができそうなので、参考になるかもしれません。

PLAが向いている造形物

以上の特徴を踏まえると、下記のようなシーンで役に立ちそうだなと考えました

  • とりあえず気軽に早く試したいプロトタイプ
  • 笛など口をつける造形物
  • 大きいモデルのサイズ感を見たい時
  • 子供向けのおもちゃ

まとめ

素材としてのPLAのリサーチでした。今までなんとなく、扱いやすいけど、硬くて加工しづらい素材だよねという認識だったのですが、私生活でも使われていたり、身近な素材なのだなと感じられることができました。

リンクは現時点で私の推しのPLAフィラメントですので気になる方はぜひチェックしてみてください。

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リファレンス:

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