解説・コラム記事一覧

PLAニート樹脂は、主に分子量とL体/D体比率によりグレード分けされています。この2つで大まかな特性が決まり、さらに添加剤の配合によってより細かな味付けがされている形が多いようです。分子量はどの熱可塑性樹脂にも出てくるのですが、L体/D体比率は他の樹脂にはあまり出てこない概念ですので簡単に整理してみたいと思います。PLAのL体とD体とはPLAの原料である乳酸は炭素原子にそれぞれ異なる分子を持ってい...

ガラス転移点とは?一般的に、液体を冷却すると安定な状態をとろうとして結晶をつくります。しかし様々な要因により凝固点を過ぎても結晶化が始まらないことがあります。さらに冷却されつづけると粘度が急激に増加し、ついには液体状態のまま、分子の運動が凍結された状態で固体になります。これが液体のガラス転移といわれる現象です。この液体状態のままで固まった固体は、アモルファス固体、過冷却液体などと言われます。みかけ...

フィラメントが吸水すると糸引き、ボソボソ、強度低下、定着不良、ノズル詰まりなど不具合が起きやすくなります。条件を合わせても造形が毎回安定せず、フィラメントの状態にはずいぶん悩まされている方も多いと思います。吸水の問題は、基本はフィラメントを乾燥させれば解決しますが、手軽に使えるのが3Dプリンタの良さでもあり、毎回3Dプリンタ使用前に長時間乾燥をかけておくのもなかなか難しいこともあるかと思います。で...

そもそも樹脂の結晶って何?樹脂は分子がとても長くつながった高分子の鎖でできています。内部構造を見ると、分子の集まり方が密な部分と疎な部分があります。おおざっぱに言うと、密な部分が結晶、疎な部分が非結晶です。結晶部分は分子が折りたたまれる構造になっていて、規則的に分子が配列しているので密度が高くなっています。非結晶部分は分子がだらっと伸びているだけで寄り集まっているわけではないので、密度は高くありま...

PLAはあまり一般的にはなじみがない樹脂ですが、なぜ3Dプリンタでは広く使われるのでしょうか。世の中にはたくさんの種類の樹脂がありますが、その中でもPLAがよく用いられる理由は、大きくは以下の3点になるかと思います。収縮率が小さいPLAは液体から固体になる際の収縮率(成形収縮率)がとても小さい素材です。そのため造形精度が高く、元の3Dデータに近い造形品を作りやすいことがあげられます。FDM式の3D...

PLA樹脂開発の歴史PLAは実用化されてからまだ20年ほどで、歴史の浅い樹脂です。PLAは1930年代から研究開発が進められてきました。当時のPLAはまだ実用からは遠く、通常の室温環境下でも加水分解が進行してしまうほど不安定なものでした。ポリマー自体がわずか数カ月の寿命しかなかったため、製品を作ってもすぐボロボロになってしまい、とてもプラスチックとして成り立つレベルではありませんでした。PLAは昔...

ABSはスチレン系樹脂で、ポリスチレンの仲間です。古くからある樹脂で、日本では石油化学コンビナートが作られた時期の昭和38年に商業生産が始まっています。アクリルニトリル・ブタジエン・スチレンの頭文字をとって名前が付けられました。もともとポリスチレン(PS)という樹脂があり、ABSはこのPSの欠点を改善していく中で生まれました。PSの耐熱性を改善するためにアクリロニトリルを共重合したのがAS樹脂(ア...

プラスチック製品の裏側に耐熱○○℃という表示をみることがあります。この耐熱温度というのは何なのでしょうか。何をもって決められていて、耐熱温度を超えるとどうなるのでしょうか?実はプラスチックの耐熱温度に対する定義はありません。用途や樹脂の種類によって変わってくるため、一義的に決めることができないためです。たとえばポリプロピレン食器の場合でも、A社の説明では「ポリプロピレン樹脂の耐熱温度は120℃です...

PLAは生分解性プラスチックとして紹介されています。生分解という言葉を聞くと、自然環境で分解されていくことを思い浮かべますが、実は必ずしもそうではありません。PLAの分解は加水分解と微生物分解の2段階に分かれて進みます。1段階目は加水分解です。短期間に加水分解を起こすには温度55℃以上、湿度80%以上の環境が必要になります。堆肥を作るときのコンポスト装置だと発酵での発熱があり、水分も含まれるためこ...

溶剤で3Dプリント造形品を表面処理して積層痕をスムージングしたり、ノズルの詰まりを除去したりといったことが行われています。ABSの場合はアセトンが使えるのですが、PLAの場合はなかなかいい溶剤がありません。PLAを溶かす溶剤としてはジクロロメタン、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)などがありますが、いずれも危険性が高い溶剤です。個人でも入手可能なため、ジクロロメタンでPL...

3Dプリンタ用フィラメントの重さ、長さに換算して表示します。数値を入力して「計算」ボタンを押してください。フィラメント重さを計算比重 PLAは1.25、ABSは1.03(*)フィラメント径 mmフィラメント長さ mフィラメント重さ gフィラメント長さを計算比重 PLAは1.25、ABSは1.03(*)フィラメント径 mmフィラメント重さ gフィラメント長さ m(*)ガラス繊維などフィラー添加の...

FDMの3Dプリンタを動かしていてこんな感じにフィラメントの樹脂がもれたことはないでしょうか?ホットエンドでフィラメント樹脂がもれる理由を考えてみたいと思います。理由1 : ヒートブロックのゆるみ、組み立て不良単純ですが、ヒートブロックがどこかで緩んでいる可能性があります。十分締め付けていたつもりでも、プリント中の動きや振動、段差に乗り上げたときなどの衝撃などでしだいに緩んでくることが考えられます...

加水分解は文字通り水が加わってポリマーが分解していく現象です。PLAは加水分解するといわれますが、具体的に加水分解を起こすと3Dプリンタではどんなことが起こるか考えてみたいと思います。PLA樹脂は、まず植物から得られた糖質を微生物発酵によって乳酸に変換し、環状二量体であるラクチドを作ります。ラクチドをさらに開環重合することによって製造されています。加水分解ではこれと逆のことが起きます。PLAは水分...

3Dプリンタの造形途中でフィラメントの色を変えたい場合があります。いくつかやり方がありますが、G-CODEを使って自動でポーズさせ、止まっている間にフィラメントを交換する方法があります。Simplify3Dで、Edit Process SettingsにあるScriptsタグの下、Additional terminal for post processingのところに以下を入力します。スクリプトは...

樹脂の押出では生産性の向上、低コスト化を実現するために速い速度で押出して加工する必要があるのですが、溶融粘度が高い樹脂の場合は生産速度を上げると押出品の表面に肌荒れが発生することがあります。この現象は重度だとメルトフラクチャ、軽度だとシャークスキンと呼ばれています。メルトフラクチャやシャークスキンが発生すると、製品機能や外観を大きく損ねるため不良品となってしまいます。やっかいで大変嫌われる現象です...

PLA(ポリ乳酸)樹脂メーカー大手さんの情報です。PLAコンパウンドメーカーさんは除いています。NatureWorks LLC(ネイチャーワークス LLC)URLhttps://www.natureworksllc.com/ブランド名Ingeo拠点アメリカ前身はカーギルダウ。1997年に穀物大手カーギルと化学大手ダウ・ケミカルが100%バイオ由来原料を用いたポリマー生産を目的に設立したが、コスト面...

原料樹脂(ナチュラル樹脂)に顔料、添加剤、他の樹脂などを混ぜ合わせ、新しい外観、物性、機能を持つ樹脂に加工することを「コンパウンド」と言います。世の中には多くのプラスチック製品がありますが、樹脂原料をそのまま成形品にしていることはあまりありません。例えば自動車のバンパーに使われるポリプロピレンは、そのままだと柔らかくて使えませんが、炭酸カルシウムを混ぜ合わせることで硬さが増します。家電製品やAV機...

PLA樹脂は環境意識の高まりから、世界的に見ても年々需要が増えています。PLA樹脂はフィラメント用としては一般的ですが、他にどんなところに使われているのでしょうか。最も多くPLAが使われている用途はフィルムやシートの分野です。食品などの包装フィルム、包装容器として使われています。PLAは酸素などのガス透過性、水蒸気の透湿性があります。この性質を活かして、野菜・果物などの包装材や容器、惣菜パック、弁...

そもそもPETってどんな樹脂?PET(ポリエチレンテレフタレート)はエチレングリコール(EG)とテレフタル酸(TPA)を重縮合して得られる熱可塑性ポリエステルです。透明性・靭性・剛性・耐熱性などに優れています。PETボトルでおなじみの樹脂です。PETは結晶化速度が遅いため、当初は成形材料としての普及が遅れました。材としての易結晶化グレードの開発と、プロセスがキーになる延伸技術両方が確立したことで結...

FDM式の3Dプリンタは一般的なPLAやABSなどを用いると強度が不足する、耐熱性が低いなどの問題があるため、用途が限定されやすいといわれています。これらの欠点を補なうものの一つが繊維強化プラスチックです。ガラス繊維、炭素繊維などの補強効果で機械的特性、耐熱性を高めることができるため、3Dプリンタの適用範囲を広げることができます。3Dプリンタを繊維強化プラスチックに対応させることで高強度部品を自分...

近年マイクロプラスチック問題などに端を発する環境への意識の高まりがあり、使い捨てとなる石油系プラスチック代替品に対する需要が世界的に急増しています。バイオベースであるPLA樹脂が代替品の1つになりうると考えられており、商品の包装容器などへの採用が進んでいます。これは好ましいことではありますが、残念ながら供給が急増する需要に追いついていません。特に2019年夏ごろからPLA樹脂の世界的な需要が急激に...