フィラメント材料ガイド: PLA、PETG、ABS、TPUなど

多くのホビーユーザーは、結局同じ数種類のフィラメントを使い回すことになります。そしてどの材料も、印刷の難しさと、完成したパーツが耐えられる環境とのトレードオフを抱えています。ここでは、主要な材料が実際のマシンでどう振る舞うか、そしてそれぞれが本当に得意とする仕事は何かを解説します。

クイックリファレンス

材料	密度 (g/cm³)	ノズル (C)	ベッド (C)	難易度	向いている用途
PLA	1.24	190-220	50-60	易しい	展示用、プロトタイプ
PETG	1.27	230-250	70-85	中程度	実用パーツ、水回り
ABS	1.04	230-250	95-110	難しい	強度と耐熱性のある筐体
ASA	1.07	235-255	95-110	難しい	屋外、紫外線にさらされるパーツ
TPU	1.21	220-240	40-60	中程度	フレキシブルパーツ、ガスケット、グリップ
ナイロン/PA	1.14	250-280	70-90	難しい	丈夫なリビングヒンジ、ギア
PC	1.20	270-310	100-120	難しい	高強度・高耐熱パーツ

ノズルとベッドの数値は出発点です。ブレンドはブランドによって異なるので、表よりもスプールに印刷された温度を常に信頼してください。

PLA

デフォルトの材料であり、それには理由があります。PLAは流動性が良く、50-60Cでほとんどのベッドに定着し、エンクロージャーも加熱チャンバーも必要ありません。よく調整されたマシンなら高速で印刷でき、寸法精度も優秀なので、ノギスで確認するプロトタイプに最適な選択です。

弱点は熱です。PLAは55-60C前後で軟化し始めるため、暑い車内、日の当たる窓辺、熱いモーターの近くに置かれるものはたわんでしまいます。鋭い衝撃にも脆い性質があります。展示用モデル、治具、室温の屋内にとどまるパーツに使いましょう。

PETG

PLAとABSの中間に位置する材料です。PETGは230-250C、ベッド70-85C前後で印刷でき、およそ70-80Cまで形状を保ち、水やほとんどの弱い薬品を物ともしません。層間接着が強いため、パーツは脆くならず、タフに仕上がります。

糸を引きます。リトラクションの調整を前提とし、予想より5-10C低いノズル温度にして細い糸を減らしましょう。PETGはベッドへの食いつきも強すぎるため、スティックのりの薄い離型層かテクスチャPEIシートを使えば、プレートを欠けさせずに済みます。ブラケット、屋外の固定具、ボトルアダプター、時折水しぶきを浴びるものに向いています。

ABS

強く、耐熱性があり、機械加工もでき、このリストで最も扱いにくいスプールです。ABSは230-250C、ベッド95-110Cで印刷し、周囲の空気が冷たいと激しく反ります。数センチを超えるものにはエンクロージャーが事実上必須です。チャンバー内の熱を保つことで、コーナーが浮いたりレイヤーが割れたりするのを防ぎます。

ABSは印刷中にスチレンなどのヒュームを放出します。部屋を換気し、可能ならフィルター付きのエンクロージャーで印刷し、8時間のジョブの間そのそばに座り続けないようにしてください。ABSは自動車部品、工具のハウジング、80-90C付近まで形状を保つ必要があるものに使いましょう。

ASA

ASAは「太陽に耐えるABS」と考えてください。温度帯は同じ(ノズル235-255C、ベッド95-110C)、エンクロージャーと換気のルールも同じ、ヒュームへの注意も同じです。違いは耐紫外線性です。ABSは屋外で数か月経つと黄変して脆くなりますが、ASAは色と強度を何年も保ちます。屋外用マウント、ガーデン用品、自動車の外装トリムに適した材料です。

TPU

フレキシブルフィラメントで、ショア硬度で販売されています。TPUは220-240Cで印刷しますが、本当のコツは送りにあります。ダイレクトドライブ式エクストルーダーで、15-30 mm/sとゆっくり送りましょう。長いPTFEチューブを持つボーデン式では、柔らかいフィラメントが経路内で座屈して詰まります。リトラクションは大幅に減らし、速い移動でスキップが起きることは受け入れてください。

硬い樹脂には真似できないゴムのようなパーツが作れます。スマホのバンパー、防振ダンパー、ガスケット、ドローンの足、時計バンドなどです。ショア85A前後の柔らかいグレードはフニャフニャで送りにくいため、95Aが実用的な出発点です。

ナイロン (PA)

本当にタフな材料で、耐摩耗性と耐疲労性を備えているため、実際に何千回も曲がるリビングヒンジや実働するギアが作れます。ナイロンは250-280Cと高温で印刷し、清潔なPA対応ベッドかガロライトシートに最もよく定着します。

本当の課題は湿気です。ナイロンは一般的なフィラメントの中で最も吸湿性が高く、1〜2日で空気中の水分を吸ってしまいます。湿ったナイロンはパチパチという音、蒸気、弱く発泡したレイヤーとともに印刷されます。印刷前に70-80Cで8〜12時間乾燥させ、乾燥剤とともに密封保管してください。時間を節約しようとドライヤーを材料の定格以上に上げてはいけません。スプールを軟化・劣化させるだけです。

ポリカーボネート (PC)

一般的なフィラメントの中で強度と耐熱の王者です。PCは激しい酷使に耐え、110Cを超えても剛性を保ちますが、ノズル270-310C、ベッド100-120C、さらに高温のエンクロージャーを要求します。これは多くの純正ホットエンドの限界を超えています。ナイロンと同様に吸湿性があり、毎回印刷前の乾燥が必要です。本当にその性能を必要とするパーツのためにとっておきましょう。構造用マウント、熱にさらされるブラケット、耐衝撃ハウジングなどです。

カーボンファイバー入りフィラメントについて

PETG、ナイロン、PCなどにはCF入りのバージョンがあります。短繊維が剛性と寸法安定性を高め、反りを減らすため、CFナイロンは実用パーツで人気です。その代償が摩耗です。繊維は標準的な真鍮ノズルを数スプールで削り切ってしまいます。カーボンやガラス入りのものを印刷する前に、硬化スチールかルビーチップのノズルを取り付けてください。さもないと1週間以内に押出不足を追いかける羽目になります。

実践的なまとめ

棚に置くのは2〜3種類の材料にとどめ、話題性ではなく仕事に合わせて選びましょう。室内で熱を受けないものにはPLA、実用樹脂のデフォルトにはPETG、本物の耐熱性が必要ならABSかASA(屋外ならASA)。フレキシブルパーツにはTPUを加え、余計な手間をかける価値がパーツにあるときだけナイロンやPCに手を伸ばしてください。各スプールでうまくいったノズル温度、ベッド温度、乾燥時間をGyroidに記録しましょう。次にそのブランドをセットするとき、推測ではなく実績のある設定から始められます。