ナイロンフィラメント(PA)は3Dプリンターの材料として良く使用される素材です。

この記事を読んでいる方は、ナイロンフィラメントをお持ちで「どのような特徴があるのだろうか？」「どのようなものを作る場合に使うべきなのか？」と疑問を抱いていませんか？そのような方向けに、今回は3Dプリンター用ナイロンフィラメントについて徹底解説します。 

3Dプリンター用ナイロンフィラメントの特徴

ナイロンフィラメント（PA）には以下のような特徴があります。

強度が高く、耐熱性や耐摩耗性など高性能

3Dプリンターでナイロンフィラメントがよく使用される理由は、以下のような高い機能性が挙げられます。

◆ナイロンフィラメントの機能性

耐衝撃性	外部から受けた衝撃に対して強く割れない、折り曲げにも耐えられる
靭性	粘り強さを持っている素材で壊れにくい
耐熱性	約80~180℃までの耐熱性を持つ
耐油性・耐薬品性	耐油性・耐薬品性に優れているため、様々な環境下でも利用できる
遮光性	不透明ですが、薄肉であれば光が散乱する

※性能の高さはメーカーや種類に応じて変動します

試作品テストや最終製品まで利用用途が幅広い

ナイロンフィラメントの高機能で汎用性があるため、試作品テストから最終製品まで幅広い利用用途で使用されます。

例えば、試作品テストでは形状確認だけでなく「耐衝撃性」「靭性」「耐薬品性」などの物理的特性が検証されることが多いです。さらに、金属に劣らない耐久性があるため、金属パーツの代替品としても利用されます。

また、強度が求められる治具の製作などにもナイロンが選ばれることがあります。このように高性能で多様な用途に対応できることが、ナイロンの魅力です。 

熱溶解積層方式(FFF)と相性が良い

ナイロンフィラメントとは熱溶解層方式（FFF）3Dプリンターと相性が良いです。

熱溶解積層方式3Dプリンターとは、フィラメントを高温で溶かして、ノズルから出力しながら一層ずつ重ねて造形物を作る装置をいいます。

厚みを増やすことで充填密度が上がり、大きな衝撃を吸収する耐衝撃性に優れたパーツが作れます。その一方で、厚みを減らすことで柔軟性に富んだパーツが作れます。 

吸湿性が高くて反りが起きやすい

ナイロンは吸湿性が高く水分に敏感です。相対湿度20％以下で品質の高い造形物を作れますが、吸湿してしまいます。

湿気を含んだナイロンフィラメントを使用すると、「パーツ反り」「層間密着不良」「衝撃性の低下」など不良が発生することがあります。そのため、湿度計、乾燥剤を使用して湿気を避けるように気をつけましょう。

3Dプリンター用ナイロンフィラメントの利用用途

ナイロンフィラメント(PA)の特徴により、以下のような用途で利用されます。

機能性テスト

ナイロンフィラメントは機能性が高く万能なため、機能性テスト（性能を追求する試作品）で使用されます。

試作品の形状を確認するだけでなく「折り曲げても耐えられるか？」「薬品を塗っても、形状が変わったりしないか？」など、強度、薬品耐久性の性能テストが行われることが多いです。

最終製品

ナイロンフィラメントは最終製品に利用されます。

さまざまな業界で取り扱われていますが、自動車業界や航空業界で利用される機会が増えました。その理由は、燃費性向上や環境負荷軽減を理由に、金属パーツの軽量化に拍車がかかっているためです。

金属に匹敵する剛性や耐久性を保ちながら、パーツ自体の軽量化やコスト削減できるため、金属パーツの代替品が作られています。

治工具関連

ナイロンフィラメントは耐摩耗性や耐久性が優れていることから、治工具の製造に利用されることが多いです。治工具とは、加工や組み立てを手助けする補助工具をいいます。治工具を作れば、モノづくりが効率化できます。 

ナイロンに対応したおすすめの3Dプリンター

ナイロンフィラメントで造形物を作りたい場合、どのような3Dプリンターを選べばよいのでしょうか？そのような悩みを抱えた方向けに、ナイロンフィラメントに対応した3Dプリンターを4機種ご紹介いたします。 

Creator4S

Creator4Sは、FLASHFORGE製の熱溶解積層方式の中でも最上位モデルの3Dプリンターです。造形サイズが400×350×500mmと非常に大きく、大型の造形物が作れます。

また、独立型デュアルエクストルーダーを搭載しているため、左右対称のミラーモデルや異素材を組み合わせたモデルなど多様な造形ができます。ナイロンの反りを抑えるための庫内温度調整機能も搭載しているため、造形精度にこだわりたい方にもおすすめの機種です。

IT企業の飛躍が目立つ中国を中心に多くの企業でCreator4Sが導入され始めています。

上記の画像は三实電器有限会社が3Dプリンターで製造しているボタンスイッチカバーです。優れた強度、耐衝撃性を有する炭素繊維強化PA 12ナイロン(PA 12-CF)フィラメントを使用しています。同社はスイッチカバーを開発する際の試作品までCreator4Sで作っており、強度や耐衝撃性をテストしています。

蘇州極目ロボット科技有限会社では、ドローンのパーツ製作しています。ドローンのパーツはカバー、シェルなど種類が豊富です。品質や寸法はさまざまであり少量生産しなければいけません。

ドローンの部品のため、寸法誤差を0.1mmに抑えたり、構造検証をしたりなど製造上の工夫が必要となります。このような課題を全てCreator4Sで解決しました。

楽器メーカーの会社では伝統的な尺八の製造に、3Dプリンターが役立ててられています。 尺八を作るための竹材には厳格な要求があり、竹林の中で1～2本程度しか見つかりません。また、竹林を堀り出した後に処理をしなければいけず、3年間保存する必要があります。この方法で尺八を製造するとコストがかかります。

このような製造の課題を、Creator4Sで解決しました。画像の尺八は優れた強度、耐衝撃性を有する炭素繊維強化PA 12ナイロン(PA 12-CF)フィラメントで作られています。

項目	詳細
造形サイズ	400 x 350 x 500mm
造形方式	FFF(熱溶解積層法)
造形精度	±0.2mm
ノズル	0.4mm(0.6mm/0.8mm)
対応フィラメント	PLA、ABS、PETG、PC、PA、ASA、PBAT、TPC、TPE、PVA、HIPS、PA-CF、PETG-CF、PLA-CF、TPU
積層ピッチ	0.05mm ～ 0.4mm
販売価格	100万円台
保証	1年

Creator4Sの詳細情報はコチラ

Creator3 Pro

Creator3 Proは、機能性と価格の両方で満足できる熱溶解積層方式の3Dプリンターです。独立式デュアルヘッドを搭載しておりミラーモデルや異素材を組み合わせたモデルが作れます。それだけでなく、豊富なノズルが選べてナイロンやカーボンファイバーなど造形が難しいフィラメントも出力できます。

加熱速度がはやく、タッチパネルの操作性も優れているため3Dプリンター初心者の方も使いやすいです。価格も33万円（税込）と他の機種と比較して導入しやすさも魅力となっています。

Creator3 Proを導入した帝京大学の学生フォーミュラチームは、マシン部品の一部（インジェクターマウントやステアリング）を3Dプリンターで作りました。タッチパネルのUIがシンプルで誰でも簡単に操作できて、マシン部品の開発を効率化するために3Dプリンターを利用しています。 

項目	詳細
造形サイズ	300 x 250 x 200mm
造形方式	FFF（熱溶解積層法）
造形精度	±0.2mm
ノズル	0.4mm（0.6/0.8mm）
対応フィラメント	PLA / ABS / PA / PC / PVA / HIPS / PETG / PETG-CF / PA-CF / TPU(0.8mmノズル使用時)
積層ピッチ	0.05～0.3mm
販売価格	330,000円（税込）
保証	1年

Creator3 Proの詳細情報はコチラ

Guider3

Guider3は高速印刷を実現できる熱溶解積層方式の3Dプリンターです。X軸、Y軸の駆動制御にCore-XY構造を採用しており、250mm/sの高速印刷ができます。押出不良が発生しないようにダブルギアを搭載しています。

また、2種類のプラットフォームが用意されていることも大きな特徴です。

• ガラスプラットフォーム：表面が滑らかなため、造形物を簡単に取り外すことができます。
• フレキシブル鋼板プラットフォーム：柔軟性があるため、大きな造形物を簡単に取り外すことができます。

そのため、Guider3はモノづくりでスピードを求める方におすすめの3Dプリンターです。

項目	詳細
造形サイズ	300x250x340mm
造形方式	FFF(熱溶解積層法)
造形精度	±0.15mm (造形サイズが100mm未満)±0.002mm/mm（造形サイズが100mm以上)
ノズル	0.4 (0.6/0.8)mm
対応フィラメント	ABS/PLA/PC/PA/ASA/PETG/PA-CF/PLA-CF/PETG-CF
積層ピッチ	0.05～0.4mm
販売価格	495,000円（税込）
保証	1年

Guider3の詳細情報はコチラ

Guider3 Plus

Guider3 Plusは高速印刷で高品質な造形物が作れる熱溶解積層方式の3Dプリンターです。Core-XY構造を採用しており、250mm/sの高速印刷ができます。それだけでなく、Z軸は直径16mmのリニアシャフトと16mm径のTBIボールネジを両側に搭載し、安定した出力ができるようになっています。

Guider3のアップグレード製品で、350×350×600mmの大型モデルの造形が可能です。本製品の背面には、フィラメント収納ボックスが内蔵されており除湿できます。そのため、高速印刷で精度の高い造形物を作りたい方におすすめの機種です。

項目	詳細
造形サイズ	350×350×600mm
造形方式	FFF(熱溶解積層法)
造形精度	±0.15mm
ノズル	0.4mm(0.6mm/0.8mm)
対応フィラメント	PLA/PETG/ASA/ABS/PC/PA/PLA-CF/PETG-CF/PA-CF など
積層ピッチ	0.05-0.4mm
販売価格	要お問い合わせ
保証	1年

Guider3 PLUSの詳細情報はコチラ

ナイロンフィラメントをお試しできる無料サンプル造形サービス

FLASHFORGEでは、3Dプリンター「Creator4S」と「Guider3 Plus」導入を検討している企業の方に対して1回限り、無料サンプル造形サービスを提供しています。

サンプル造形で、ナイロンフィラメントの性能をお確かめいただけます。無形サンプル造形サービスで確かめて頂ける3Dプリンターと素材は以下の通りです。

Creator4S	PLA、ABS、PETG、PC、PC-ABS、PA、PA6-CF、PETG-CF、PLA-CF
Guider3 Plus	PLA、ABS、PETG、PC、PC-ABS、PA、PA6-CF、PETG-CF、PLA-CF

ぜひ、3Dプリンターの導入を検討している方は無料サンプル造形サービスを利用してみてください。

無料サンプル造形サービスに関する詳細情報はコチラ

3Dプリンター用ナイロンフィラメント取り扱い時の注意点

3Dプリンターとナイロンフィラメントをお持ちの方は、取り扱い時に以下の点に注意してください。

フィラメント専用の除湿ボックスを使用する

ナイロンフィラメントが湿気を含まないように、除湿専用ボックスに保管しておきましょう。

除湿専用ボックスは温度計や湿度計が搭載されているものを使用することをおすすめします。なぜなら、湿度を15％以下に保てれば、品質の高い造形物が作れるようになるためです。

FLASHFORGEでは上記画像のフィラメント専用の乾燥機を販売しています。フィラメント収納乾燥台は、本体の設置、フィラメントの保管・乾燥、可動式ラックを一体化した多機能な専用ボックスとなっています。120℃まで加熱することが可能で、吸湿してしまったフィラメントを簡単に乾燥させることができます。造形モデルの品質を高めたい方は是非ご利用ください。
>>フィラメント収納乾燥台の詳細情報はコチラ

フィラメントと乾燥剤を一緒に保管する

フィラメントと乾燥剤を一緒に保管すると除湿ができます。フィラメント専用の乾燥剤が販売されており、より強力な乾燥能力を求めている方は専用の乾燥剤を使用するようにしましょう。

>>フィラメント保管用乾燥剤 エクストリーム ZEROの購入はコチラ 

エアコンや除湿器を使用する

3Dプリンターを使用する場所の湿度が高いと、品質の高い造形物が作れなくなります。そのため、湿度の高い場所で作業する場合は、エアコンやサーキュレーター、除湿器を使用して除湿しましょう。また、部屋に除湿剤を置いておくこともおすすめします。

3Dプリンター用ナイロンフィラメントに関してよくある質問

最後に3Dプリンター用ナイロンフィラメントに関してよくある質問をご紹介します。 

Q.ナイロン素材の表面処理（塗装）はできますか？

ナイロン素材の造形物に塗装できます。造形物の表面は多孔質になっているため、塗料が密着しやすいです。

造形物の仕上がりにこだわりたい方は、含侵処理を行うことをおすすめします。含侵処理を行えば、製品表面の微細な隙間を埋められ、表面の粗さを改善できます。

Q.ナイロンフィラメントの適切な保管方法は何ですか？

ナイロンフィラメントは湿気を吸収しないように、除湿専用ボックスに保管しましょう。除湿専用ボックスにフィラメントと乾燥剤を一緒に保管しておくことで湿気を抑えられます。また、庫内加熱機能を搭載した除湿専用ボックスを利用すると、除湿効果を向上させることができます。

まとめ

ナイロンは強度が高く、耐熱性や耐摩耗性など高性能なため、3Dプリンターの材料として良く使用される素材です。機能性テストや最終製品など幅広い利用用途で使用されています。とくに、自動車業界や航空業界の部品製造に使われる機会が増えてきました。

この記事を読んで、3Dプリンターによるモノづくりに興味を持った方は、FLASHGFORGE製品の販売代理店APPLE TREEのショールームで機種を体験してみてください。3Dプリンターに関する疑問もスタッフが回答するため、どの機種を導入すればよいかわかるようになります。ぜひ、気軽にお越しください。

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