プラスチック 3D プリンティングのサプライヤーとして、私はこのテクノロジーの隆盛と人気を直接目撃してきました。 3D プリンティングの世界がここまで進んだことは驚くべきことであり、プラスチック 3D プリンティングはその中で大きな役割を果たしています。しかし、他のテクノロジーと同様に、それはすべてが太陽の光や虹であるわけではありません。プラスチック 3D プリントには、話しておく必要のある決定的な欠点がいくつかあります。
1. 限られた材料特性
プラスチック 3D プリントの最大の欠点の 1 つは、材料特性の範囲が限られていることです。 3D プリントに使用できるプラスチックにはさまざまな種類がありますが、多くの点で他の材料のパフォーマンスに匹敵するものはまだありません。たとえば、プラスチックは一般に金属に比べて強度と耐久性が低くなります。
高い応力や重い荷重に耐える必要がある部品を探している場合、プラスチックは最適な選択ではない可能性があります。に使用されているような金属金属3Dプリント、はるかに強力で、より極端な条件に対処できます。プラスチックは、特に摩擦が多い用途では、磨耗しやすくなります。
プラスチック材料のもう 1 つの問題は、耐熱性です。ほとんどのプラスチックは融点が比較的低いため、高温にさらされると変形したり壊れたりする可能性があります。このため、自動車のエンジンや工業生産環境など、熱が要因となる用途での使用は大幅に制限されます。
2. 環境への影響
プラスチック 3D プリンティングは、重大な環境負荷をもたらします。何よりもまず、3D プリンティングで使用されるプラスチックのほとんどは、再生不可能な資源である化石燃料に由来しています。これらの化石燃料の抽出と処理は、温室効果ガスの排出と環境悪化の一因となります。
さらに、3D プリンティングによるプラスチック廃棄物も深刻な問題となっています。失敗した印刷物、サポート構造、古い印刷物は埋め立て地に送られることがよくあります。他の材料とは異なり、プラスチックは分解するのに数百年かかることがあります。これは、3D プリントから出るプラスチック廃棄物が長期間にわたって存在し、汚染を引き起こし、貴重なスペースを占有することを意味します。
3D プリントに使用できる生分解性プラスチックもいくつかありますが、多くの場合、より高価であり、従来のプラスチックと同じ性能を備えていない可能性があります。このため、多くのユーザーがより環境に優しいオプションに切り替えることが困難になっています。
3. 印刷速度とサイズの制限
プラスチック 3D プリントのもう 1 つの欠点は、プリント速度です。マテリアルをレイヤーごとに追加するプロセスは、特に大きなオブジェクトやより複雑なオブジェクトの場合、信じられないほど時間がかかる場合があります。大量の部品を迅速に製造する必要がある場合、プラスチック 3D プリントは最も効率的な方法ではない可能性があります。
印刷できるオブジェクトのサイズにも制限があります。ほとんどの民生用 3D プリンタの造形ボリュームは比較的小さいため、特定のサイズ内に収まるオブジェクトしか印刷できません。工業用グレードのプラスチック 3D プリンタにも限界があり、非常に大きなオブジェクトを印刷するのは困難な場合があります。大規模なコンポーネントを必要とするプロジェクトに取り組んでいる場合、これは大きな欠点となる可能性があります。
4. 表面仕上げと品質
プラスチック 3D プリント オブジェクトの表面仕上げは、多くの場合、他の製造方法ほど滑らかまたは正確ではありません。オブジェクトはレイヤーごとに構築されるため、通常は印刷パーツの表面に個々のレイヤーが表示されます。これにより、オブジェクトに粗さや不均一な外観が生じる可能性があり、一部の用途、特に美観が重要な用途では許容できない場合があります。
さらに、プラスチック 3D プリントで高精度の部品を実現することは困難な場合があります。印刷プロセス中の収縮や反りなど、寸法精度に問題が発生する可能性があります。これにより、部品が適切に嵌合しなかったり、必要な仕様を満たさなかったりする可能性があります。
5. 後処理要件
プラスチックの 3D プリント部品は通常、望ましい仕上げと機能を実現するために大量の後処理を必要とします。これには、サポート構造の除去、サンディング、研磨、塗装が含まれます。後処理は、生産プロセスに時間と労力を追加するだけでなく、全体的なコストも増加させます。
たとえば、サポート構造の取り外しは、デリケートで時間のかかる作業となる可能性があります。慎重に行わないと、印刷部分を損傷する可能性があります。サンディングと研磨は、表面を滑らかにして部品の見栄えを良くするための労力のかかるプロセスでもあります。
6. 健康リスク
プラスチック 3D プリントの場合、プリントプロセス中に放出される煙や粒子に関連した潜在的な健康リスクが存在します。プラスチックが溶融すると、揮発性有機化合物 (VOC) や超微粒子が空気中に放出される可能性があります。これらは、特に長期間吸入すると人間の健康に有害となる可能性があります。
これらの煙や粒子への曝露は、呼吸器疾患、目の炎症、その他の健康上の問題に関連しています。暴露のリスクを軽減するには、印刷エリアに適切な換気を行うことが重要ですが、これは、特に家庭または小規模ユーザーにとっては課題となる可能性があります。
考えられる回避策と考慮事項
さて、これは長い問題のリストのように思えるかもしれませんが、悪いニュースばかりではありません。これらのデメリットのいくつかを軽減する方法があります。たとえば、より強力な部品が必要な場合は、繊維強化プラスチックを使用すると、印刷物の強度と耐久性を向上させることができます。
環境への影響を軽減するには、プラスチックの使用量をより意識し、失敗した印刷物をリサイクルし、生分解性プラスチックの使用を検討することができます。印刷速度とサイズに関しては、大きなオブジェクトを小さな部分に分割し、後で組み立てることができます。
表面仕上げと品質が気になる場合は、ハイエンドのプリンターに投資するか、後処理技術をより効果的に使用できます。また、健康リスクに対処するために、換気を良くし、場合によっては個人用保護具を使用するようにしてください。
購入・相談に関するお問い合わせ
これらの欠点にもかかわらず、プラスチック 3D プリントには依然として多くの優れた用途と利点があります。についてさらに詳しく知りたい場合は、プラスチック 3D プリント、またはこれらの問題を回避する方法についてご質問がございましたら、喜んでチャットさせていただきます。愛好家、中小企業、大企業を問わず、お客様の具体的なニーズについて話し合い、プロジェクトに最適なソリューションを見つけることができます。
参考文献
- ウォーラーズ、T. (2023)。 Wohlers レポート 2023: 3D プリンティングと積層造形業界の現状。
- ASTMインターナショナル。 (nd)。積層造形基準。 ASTM の公式出版物から取得。
- バーマン、B. (2012)。 3D プリンティング: 新しい産業革命。ビジネスホライゾン、55(2)、155 - 162。
