3Dプリンターの材料・素材のガイド

3Dプリンターの材料にはどんな種類があるのか?

3Dプリンターの材料は多種多様です。さまざまな物性・特長の材料が存在し、また造形方式ごとでも異なっています。さらに値段もバラバラで、なかなかどの材料が適しているのか判断するのは大変です。そこでi-MAKERでは皆様の材料選びをサポートするために本コンテンツをご用意いたしました。

物性・特長から材料を選ぶ場合

物性・特長から選ぶ場合には、みた目や強度などをもとにその材料が適しているのか判断します。

物性・特長 特長 代表的材料 対応造形方式
高強度・高靭性 引張強度や曲げ強度に優れる。 ABS、ナイロン、PC、カーボンファイバー配合等 FDM方式
光造形方式
レーザー焼結方式
高耐熱 耐熱性100度以上など ナイロン、高耐熱レジン等 FDM方式
光造形方式
レーザー焼結方式
耐候性 紫外線に強い ASA
耐候性レジン
FDM方式
光造形方式
柔軟性 柔らかい、ゴムライク TPU/TPE
ゴムライクレジン
FDM方式
光造形方式
透明 透明性 透明レジン 光造形方式
高硬度 硬い カーボンファイバー配合材料
高硬度レジン
FDM方式
光造形方式
難燃性 燃えにくい PC-FRフィラメント
難燃性レジン
FDM方式
光造形方式
耐寒性 耐寒温度に優れる PC-PBTフィラメント FDM方式
耐薬品性 薬品に強い ナイロン、PC-PBTスーパーエンプラ等 FDM方式
光造形方式
レーザー焼結法
耐静電気性(ESD) 耐静電気特性がある ESDフィラメント
ESDレジン
FDM方式
光造形方式
生体適合・歯科用 生体適合特性 生体適合レジン 光造形方式
高精細・滑らか 積層跡が目立たない レジン類全般
UV硬化性樹脂
光造形方式
インクジェット方式
サポート専用 サポート材専用 サポート材専用フィラメント FDM方式
フルカラー材料 フルカラーの表現が可能 UV硬化性樹脂  インクジェット方式

高強度・高靭性の3Dプリンター用材料

3Dプリンター用材料の中には引張強度や曲げ強度に優れる材料があります。FDM方式ではABSやナイロンなど、光造形方式ではABSライクやPPライク、さらに最終品レベルの高強度材料があります。

高耐熱の3Dプリンター用材料

耐熱性に優れる材料は100度や200度など、高温化でも強度を保っている材料です。FDM方式ではナイロンなど、光造形方式では高耐熱レジン、セラミック配合レジンなどがあります。

耐候性の3Dプリンター用材料

紫外線などに対して強く、外でも使用できる材料です。FDM方式ではASAフィラメントが、光造形方式でも耐候性を持ち、紫外線の経年劣化、強度変化を防ぐことができるレジン材料があります。

透明性の3Dプリンター用材料

透明性がある材料は光造形方式のレジン材料が中心です。FDM方式でもPETGなどがありますが、半透明です。光造形では通常のクリアレジンから、UVの影響を受けず高い透明性を持つクリアレジンが利用可能です。またコーティングによって透明性はUPします。

柔軟性

柔軟性のある3Dプリンター用材料では、FDM方式のTPUフィラメントやTPEフィラメント、光造形方式のゴムライクレジンがあります。ゴムライクレジンでは引き裂き強度が高く、最終品として使用できる素材も登場しています。

高硬度

高硬度な材料では、FDM方式のカーボンファイバー配合材料やガラス繊維配合材料、光造形方式の高硬度レジンがあります。非常に硬く、専用のノズルや専用のレジントレイが必要になる場合があります。

難燃性

燃えにくい特性を持つ難燃性材料ではFDM方式の難燃性強化ポリカーボネートのフィラメントなどがあります。またUVレジンでも難燃性グレードを持ち耐熱性も高いレジン材料が利用可能です。

耐寒性

耐寒性を持つ材料ではFDM方式の耐寒性強化ポリカーボネートフィラメントがあります。

耐薬品性

耐薬品性ではナイロンや、耐薬品性強化ポリカーボネート、スーパーエンプラなどFDM方式の材料があります。耐薬品性ではレーザー焼結法式のナイロンパウダー、さらには耐薬品性に優れる光造形3Dプリンターのレジンも利用可能です。

耐静電気性(ESD)

耐静電気特性(ESD)を持つ材料はFDM方式のフィラメント、光造形方式のレジンでもそれぞれ登場しています。主に電子機器の実装現場などでの静電気の帯電を防止し、高い強度を合わせ持つことから治具や留め具などでも利用できます。

歯科用・生体適合性

生体適合性材料は主に歯科用材料として光造形3Dプリンターのレジンで利用できます。歯科用では歯形を作るモデルレジンや、マウスピース用のレジン、手術用ガイドのサージカルガイドレジン、型用のトレイレジンなど口腔内に入れても利用可能な材料があります。

高精細・滑らか

高精細・滑らかな材料は光造形3Dプリンター全般の材料で利用できます。またUV硬化性樹脂を使用したインクジェット方式の3Dプリンターでは同じく細かい粒子で硬化させるため滑らかで高精細な仕上がりができます。

サポート専用

FDM方式のフィラメント材料では、サポート専用材料があります。造形後のサポート除去が便利です。手で剥がせるサポート材もあれば水溶性や溶剤で落とせるサポート材も対応可能です。

フルカラー

インクジェット方式の3Dプリンターではフルカラーの造形が可能です。CMYKWのUV硬化性樹脂を粒子状にして噴霧しながらUV光を照射して固めていくことで、多彩な表現が可能です。機種によっては1000万色の表現できます。

造形方式から材料を選ぶ場合

3Dプリンターの造形方式ごとで異なっています。主に3種類の材料に分類することができます。

種類 対応3Dプリンター 形状 特長 注意点 価格帯(概算)
フィラメント FDM/FFF方式 糸状 低価格。
本物の熱可塑性樹脂が使える。
積層跡が残る。
湿度に弱い。
乾燥状態が必須。
熱収縮の形状変化がある。
2,000円~50,000円/1kg
UVレジン 光造形方式(SLA/DLP/LCD) 液状 高精細でなめらかな造形。 紫外線で固まる。
造形後に洗浄が必須。
2,000円~50,000円/1リットル
パウダー レーザー焼結方式
(SLA)
粉状 サポート材が付かない。
高強度かつ高精度
造形後に粉末除去が必要。
後処理機が必要。
10,000円/1kg
UV硬化性樹脂 インクジェット方式 液状 高精細、滑らかな造形、フルカラー ノズルが硬化しやすいため定期的なメンテナンスが必要

3Dプリンター用フィラメント

フィラメントはFDM/FFF方式の3Dプリンター用材料です。糸のように細いプラスチックをリールで巻いた形状です。使い方はノズルに通して加熱し、溶かしながら積層して物体にします。

3Dプリンター用UVレジン

UVレジンは光造形方式(SLA/DLP/LCD)の3Dプリンター用材料です。液体状のレジンで、トレイのようなものに入れ紫外線を照射して、1層ずつ光で固めながら形にします。

3Dプリンター用パウダー

パウダー材料はレーザー焼結方式(SLS)の3Dプリンター用材料です。小麦粉のように非常に細かい粉末で、ナイロンが中心です。粉末にレーザービームを照射して焼き固めながら形にします。

3Dプリンター用フィラメント

3Dプリンター用
フィラメントとは?

フィラメントとはFDM/FFF方式の3Dプリンター用の材料のことです。現在私たちの身の回りにあるさまざまな工業製品に使用されているプラスチックと同じ材料で、非常に幅広い種類が登場しています。

フィラメント材料の
特長・メリット

3Dプリンター用フィラメントの特長・メリットは何よりも低価格で扱いやすいという点があります。またプリントしやすい材料や高強度な材料など種類が豊富で、幅広い用途に使用できます。

フィラメント材料で
作れるもの・適しているもの

3Dプリンター用フィラメント材料は試作(ラピッドプロトタイピング)、治工具、機能試作、高強度パーツなどが向いています。

フィラメント材料が苦手なもの

3Dプリンター用フィラメント材料は、積層の跡が残るため、表面の滑らかさが求められるものや、細かい高精細なものを作るのには適していません。

フィラメント材料の
注意点

フィラメント材料は湿度の影響を受けやすく空間の水分を吸収し3Dプリントの品質を低下させます。そのため乾燥剤や専用の保管ボックスなどを使用し常に乾燥した状態を保つのがベストです。

3Dプリンター用フィラメントが使える3Dプリンターは?

フィラメント材料が使える3DプリンターはFDMもしくはFFF方式といわれる3Dプリンターです。FDM/FFFはノズルにフィラメント材料を通して、ソフトクリームのように溶かした材料を積層して物体を造形します。

3Dプリンター用フィラメント材料の種類

PLAフィラメント

PLAフィラメントは植物由来で、最もプリントしやすい材料です。

ABSフィラメント

ABSフィラメントは粘りがあり高強度な造形物が作れる材料です。

ASAフィラメント

ASAフィラメントはABSの強度に対候性が加わった材料です。

PCフィラメント

PCフィラメントはポリカーボネートの耐衝撃性&高強度がある材料です。

PA(ナイロン)フィラメント

PAナイロンフィラメントは熱に強く、かつ靭性が高い高強度材料です。

TPUフィラメント

TPUフィラメントは、
ゴムの柔軟性・強度を持つ材料です。

PETGフィラメント

PETGフィラメントは、
ペットの強化版で高強度かつ靭性がある材料です。

PP(ポリプロピレン)フィラメント

PPフィラメントは、
ポリプロピレンの強度と靭性を備えた材料です。

カーボンファイバー配合フィラメント

カーボンファイバーを配合したフィラメント材料で高強度かつ高硬度があります。

ガラス繊維配合フィラメント

ガラス繊維を配合したフィラメント材料で、強度と耐衝撃性熱に優れます。

スーパーエンプラフィラメント

耐熱性と強度、耐薬品性などを備えたエンジニアリングプラスチックを超える材料です。

木材配合フィラメント

木を配合することで、
見た目を木の質感にしたフィラメント材料です。

金属配合フィラメント

金属粉末を配合することで見た目を金属の質感にしたフィラメント材料です。

鋳造用フィラメント

ロストワックス鋳造に、
使用することができるフィラメント材料です。

サポート用フィラメント

サポート材(支柱)専用の材料でブレークタイプと水で溶かす水溶性があります。

3Dプリンター用UVレジン

3Dプリンター用UVレジン
とは?

UVレジンとは光造形3Dプリンター用の材料です。アクリルをベースにした液体状の材料で、紫外線が当たることで固まり、滑らかな表面が特長です。種類も豊富で高強度から高耐熱、鋳造に使用できるものまで多彩な用途に使用できます。

UVレジン材料の
特長・メリット

3Dプリンター用フィラメントの特長・メリットは何よりも低価格で扱いやすいという点があります。またプリントしやすい材料や高強度な材料など種類が豊富で、幅広い用途に使用できます。

UVレジン材料の3Dプリントで作れるもの・適しているもの

UVレジン材料の3Dプリントでは試作から機能性試作、高強度パーツ、小ロット量産まで可能です。また滑らかさを活かしたフィギュアや模型、ジュエリー鋳造などにも適しています。さらに最終品を作る精度と強度を備えた材料もあります。

UVレジン材料が苦手な
もの

UVレジン材料は液体から個体に変化していくことから、内部の構造を中空にするなどが適していません。中空にした場合内部にサポート材が入る可能性があります。

UVレジン材料の注意点

UVレジン材料は外部からの日光や室内の蛍光灯などでも容易に硬化します。そのため保管には紫外線を遮蔽する専用ケースや遮光ボトルなどで保管してください。また3Dプリント後はエタコールやIPAなどで洗浄が必要です。

UVレジンが使える3Dプリンターは?

UVレジン材料が使える3Dプリンターは光造形3Dプリンターです。光造形もSLAやDLP、LCDなどさまざまな製法がありますが、基本はUVレジンに紫外線を当てて1層ずつ積層して物体にします。

レジン材料の種類

硬質カラーレジン

一般的なアクリルベースの材料でいろいろなカラーがあります。

高精細レジン

細かくて高精細なディティールが表現できます。

高速造形(ラピッドプロトタイピング)用

高速造形ができラピッドプロトタイピング専用のレジン材料です。

透明(クリア)レジン

高い透明性をもつアクリルベースのUVレジンです。

耐候性レジン

耐UV性を備えており、紫外線で劣化しないレジンです。

ABSライクレジン

ABSの強度や物性を再現したUVレジンです。

PPライクレジン

PPポリプロピレンの靭性,耐衝撃性,引張強度を再現したUVレジンです。

PEライクレジン

PE、PETの靭性や耐衝撃性、
引張強度を再現したUVレジンです。

ゴムライクレジン

ゴムの柔軟性を再現したUVレジンです。硬さも種類があります。

鋳造用(ロストワックス)レジン

鋳造に使用することができる蝋が配合されたレジンです。

ガラス繊維配合

ガラス繊維が配合された高硬度なレジンです。

セラミック配合

セラミックが配合された高硬度かつ高耐熱なレジンです。

高耐熱

耐熱性が高い高耐熱レジン
です。

ESD(静電気保護)

静電気を保護し電子機器の治具、試作などに使用できるレジンです。

歯科用

歯科用に使用することができる生体適合レジンです。

3Dプリンター用パウダー材料

3Dプリンター用パウダー材料とは?

パウダーとはレーザー焼結SLS 3Dプリンター用の材料です。ナイロンをベースにした粉末状の材料で、レーザービームが当たることで焼結しながら個体にします。高強度かつ高精度の造形が可能です。

パウダー材料の
特長・メリット

3Dプリンター用のパウダー材料の最大の特長は高強度かつ高精度な造形ができる点です。非常に強固な仕上がりで、最終品としても使用可能です。またサポート材が付かず、1度の造形で複数のロットが3Dプリントできるのもメリットです。

パウダー材料の3Dプリントで作れるもの・適しているもの

パウダー材料の3Dプリンターでは、試作から最終品まで作ることができます。サポート材が付かないという点と、平面ではなく立体に造形物を配置することができるため小ロットの生産に適しています。

パウダー材料が苦手な
もの

パウダー材料を使ったレーザー焼結法3Dプリンターでは材料の再利用が必要で、再利用分を考えた造形を行う必要があります。そのため、造形密度を考慮した運用が求められます。

パウダー材料の注意点

パウダー材料は非常に細かいため、取り扱いの管理や後処理などに注意が必要です。後処理機は必須で、造形後の粉末除去を念入りに行う必要があります。

パウダーが使える3Dプリンターは?

パウダー材料が使える3Dプリンターはレーザー焼結SLS タイプの3Dプリンターです。装置としては高額で1台数百万円~数千万円の価格帯になります。基本的に3Dプリンター本体に、造形後の後処理機などが必要で、高額装置だと工事などが必要になる場合があります。

パウダー材料の種類

ナイロン12

ナイロン12は高強度で高靭性があるパウダー材料です。

3Dプリンター用UV硬化性樹脂(インクジェット用)

3Dプリンター用
UV硬化性樹脂とは?

3DプリンターにはUV硬化性樹脂を使ったインクジェット方式があります。光造形のUVレジンと同系統の材料で、紫外線を照射しながら硬化します。光造形と同様滑らかで高精細ですが、より多彩な表現が可能です。

UV硬化性樹脂の
特長・メリット

3Dプリンター用UV硬化性樹脂の最大の特長が高精細さや滑らかさに加え、多彩な表現です。特にCMYKWのようにカラーを配合して積層ができるため、フルカラーの造形が塗装することなく作ることができます。

UV硬化性樹脂の3Dプリントで作れるもの・適しているもの

UV硬化性樹脂の3Dプリンターでは、フルカラーの造形物を作ることができます。機種によっては最大1000万色近い表現が可能で、フィギュアや模型、ミニチュア、ジオラマといった分野に適しています。

UV硬化性樹脂が苦手な
もの

UV硬化性樹脂は多彩な表現ができる反面、精度が出にくく、強度も低い傾向にあります。材料の種類や機種によって異なりますが、最終品や高強度な工業用パーツ、治工具などはあまり適していません。

UV硬化性樹脂の注意点

UV硬化性樹脂はインクジェットとしてノズルで噴霧して硬化を行うため、ノズルの射出口が固まって詰まることがあります。このため定期的にノズルの清掃などを行うなどしてメンテナンスが必要です。

UV硬化性樹脂が使える3Dプリンターは?

UV硬化性樹脂が使える3Dプリンターはインクジェット方式になります。ミマキエンジニアリングやストラタシスのPolyJet方式が代表的です。ミマキエンジニアリングは表現力に優れ、ストラタシスのPolyJetは高強度材料なども使用可能です。

UV硬化性樹脂の種類

最適な機種の選定

UV硬化性樹脂は基本的にC(シアン)M(マゼンダ)Y(イエロー)K(ブラック)というカラーベースの材料にWのホワイト、さらには透明のクリア材料で構成されています。このCMYKWをベースに透明を加え配合することで独自の表現を可能にします。

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