ポリ乳酸 (PLA) は、3D プリントで最も人気のある素材の 1 つです。この生分解性熱可塑性プラスチックは、コーンスターチやサトウキビなどの再生可能資源から作られており、持続可能性の点で大きな利点をもたらします。
PLA は、取り扱いが簡単で環境への影響が最小限に抑えられるため、民生用 3D プリンターでよく使用されます。しかし、PLA がこれほど人気がある理由は何でしょうか?また、PLA が多くの 3D プリンティング プロジェクトでフィラメントとして選ばれることが多いのはなぜでしょうか?
PLA とは何ですか?
定義と構成
PLA は、コーンスターチやサトウキビなどの天然資源に由来する熱可塑性材料です。従来のプラスチックとは異なり、PLA は生分解性があり、環境に優しい 3D プリントの代替品と考えられています。通常、工業用材料のような強度や耐久性を必要としない部品の製造に使用されます。
PLA の化学的性質
PLA は、乳酸から作られます。植物糖を発酵させたもの。このため、他の合成材料と比較して比較的安全に使用できる再生可能なプラスチックになります。 PLA は熱可塑性プラスチックであるため、加熱すると柔らかくなり、冷えると固まるため、3D プリンティング用途に最適です。
なぜ PLA が 3D プリンティングで人気があるのですか?
使いやすさ
PLA が 3D プリンティングで好まれる主な理由の 1 つは、その使いやすさです。高温を必要とする ABS などの他のフィラメントと比較して、比較的低い温度 (180 ～ 220°C) で印刷します。このため、PLA は積層造形の世界を探求し始めたばかりの初心者 3D プリンタに最適です。
低臭かつ無毒性
PLA のもう 1 つの魅力的な特徴は、無毒であり、印刷中に有害なガスをほとんどまたはまったく放出しないことです。加熱すると不快な臭いや有害な粒子が発生する可能性がある ABS などの素材とは異なり、PLA は屋内、特に特殊な換気設備のない空間での印刷がより安全です。
PLA と他のフィラメントの比較
PLA と ABS
ABS と比較すると、PLA の方が作業が簡単です。加熱ベッドを必要とせず、印刷中に反る傾向が少なくなります。ただし、PLA は ABS よりも脆く、高温や激しい磨耗にさらされる物体には理想的ではありません。
PLA と PETG の比較
PETG は、PLA と比較して耐久性と耐衝撃性に優れたもう 1 つの人気のあるフィラメントです。 PLA は印刷が容易ですが、PETG は高温に耐えることができ、柔軟性が高いため、機械的ストレスや屋外条件に耐える必要がある部品の作成に適しています。
PLA 3D プリンティングの主な用途
プロトタイピングとモデル
PLA は、プロトタイピングと詳細なモデルの作成に広く使用されています。 PLA は印刷が簡単で高品質な結果が得られるため、ビジュアル プロトタイプ、コンセプト モデル、詳細なフィギュアの作成に最適です。素材の滑らかな仕上げは、きれいで洗練された外観を必要とするプロジェクトに最適です。
家庭および趣味での使用
趣味や DIY 愛好家にとって、PLA は頼りになるフィラメントです。毒性のない性質、使いやすさ、幅広い入手性により、おもちゃ、彫刻、装飾品などの非機能的なアイテムの作成に最適です。また、3D プリンティングを始めたばかりの方にとっても、最初の選択肢となります。
3D プリンティングにおける PLA の利点
環境に優しい
PLA は、3D プリンティングの世界で最も環境に優しいフィラメントの 1 つと考えられています。生分解性素材なので、石油ベースのプラスチックよりもはるかに早く分解します。これにより、3D プリント活動による環境への影響を懸念するユーザーにとって、持続可能なオプションとなります。
優れた印刷品質
PLA は、印刷に滑らかで光沢のある仕上がりをもたらすため、美的なプロジェクトに最適な素材です。また、粗くて不均一な表面が生成される可能性が低く、より詳細なモデルであっても、欠陥の少ないきれいなプリントが得られます。
PLA の課題と限界
耐熱性と耐久性
PLA は多くの種類のプリントに優れたフィラメントですが、限界もあります。重要な欠点の 1 つは、耐熱性が低いことです。 PLA は比較的低温 (約 60°C) で軟化するため、自動車やキッチン用品など、高温に耐える必要がある部品の作成には適していません。
時間の経過とともに脆くなる
PLA プリントは、特に紫外線や湿気にさらされると、時間の経過とともに脆くなる傾向があります。このため、PLA は過酷な環境での使用や屋外での使用が必要なアイテムには適していません。 PLA は生分解性ですが、長期的にはプリントの構造的完全性の劣化につながる可能性があります。
PLA バリアントと高度なオプション
PLA+ は標準 PLA の修正バージョンであり、強度と柔軟性が向上しています。木材を注入した PLA や金属を注入した PLA などの複合フィラメントもあり、これらは独特の仕上げや質感を必要とする特殊な用途に使用されます。これらの高度な PLA バリアントにより、3D プリンティングにおける PLA の多用途性を高めることができます。
その他の特殊 PLA フィラメントには、曲げ可能な部品や伸縮性のある部品の印刷に使用できるフレキシブル PLA や、熱たわみ温度が向上し、高温にさらされる可能性のある部品に適した高耐熱 PLA などがあります。
PLA 3D プリンティングの持続可能性
生分解性
PLA は生分解性ですが、一般的な埋め立て環境では簡単に分解されないことに注意することが重要です。完全に分解するには産業用堆肥化条件が必要なため、環境への影響を減らすためには適切な処分とリサイクル方法が重要です。
廃棄物の削減
PLA は、石油ベースのプラスチックに代わる持続可能な代替品を提供することで、プラスチック廃棄物の削減に役立ちます。生分解性のオプションとして、PLA は従来のプラスチック材料の需要を減らし、3D プリンティングの世界でより環境に配慮した製造慣行をサポートします。
PLA フィラメントで印刷する方法
PLA のプリンター設定
PLA で印刷するときに最適な結果を確保するには、3D プリンターの設定を調整することが重要です。ベッド温度は 50°C ～ 70°C に設定し、ノズル温度は 200°C ～ 220°C に設定する必要があります。適切なキャリブレーションにより、反りや糸引きなどの一般的な問題を最小限に抑えることができます。
ヒント: PLA 印刷では、糸引き、反り、押し出し不足などの問題が発生する可能性があります。これらの問題を回避するには、印刷環境が安定していることを確認し、接着力を高めるためにプリンターの設定を調整し、印刷速度と冷却ファンの設定を試して印刷プロセスを最適化します。
結論: PLA は 3D 印刷プロジェクトにとって正しい選択ですか?
PLA は、依然として 3D 印刷用の最もアクセスしやすく多用途なフィラメントの 1 つです。初心者、愛好家、そして見た目の美しいモデルを作成したい人にとっては最適な選択肢です。ただし、耐久性や耐熱性が必要な部品の場合は、PETGやABSなどの他の材料を検討する必要がある場合があります。
全体的に、PLA は使いやすさと持続可能性の優れたバランスを提供しており、ほとんどの 3D プリント愛好家にとって理想的な出発点となっています。
