みなさんこんにちは！3Dプリンターライフ、楽しんでいますか？
今回取り上げるのは、熱溶解積層方式（FDM、FFF） 3Dプリンターの素材となる「フィラメント」。紐状のプラスチックがぐるぐると巻かれた素材で、溶かしながら積み重ねていくことでアイテムを作ることができます。
3Dプリンターを使ったものづくりには必要不可欠な素材ですが、その種類は多彩。あまりにもたくさんの種類があるので、どれを使えば良いか、ぱっと見ではわからないかもしれません。
この記事ではフィラメントの選び方を紹介します。代表的な素材とそれぞれの特徴、さらには購入前に知っておきたい注意点についてお伝えします。
あなたのものづくりを支える、お気に入りのフィラメントが見つかれば幸いです。
フィラメントとは？
フィラメントとは、熱溶解積層方式（FFF、FDM）の3Dプリンターで利用する素材のこと。糸状のプラスチックがリールに巻かれており、先端を3Dプリンターのノズルに差し込んで使います。
フィラメントは熱で溶かされながら3Dプリントされたのち、冷えて固まることでアイテムが完成します。そのため、使うフィラメントの材質が、そのまま完成品に反映されます。
硬いのか、やわらかいのか？色や質感は？など、どういったものが作りたいかを考えながら、フィラメントを選ぶことが重要です。
代表的なフィラメントの種類を紹介
ここからは、代表的なフィラメントの種類を紹介します。
| メリット | デメリット | |
| PLA | 反りが少なく扱いやすい | 耐熱性や耐久性が低い |
| ABS | 丈夫で耐衝撃性に優れる | ヒートベッドを使わないと反りやすい |
| PET / PET-G | 透明度が高く、丈夫さにも優れる | 造形中に糸引きが発生しやすい |
| TPU | ゴムのようにやわらかい | 印刷が難しく、機材のパラメーター調整が必須 |
PLA｜反りが少なく使いやすい。初心者ならまずはコレ
PLA（Poly-Lactic Acid、ポリ乳酸）はもっとも扱いやすい素材です。一般的な石油由来のプラスチックと異なり、植物性のデンプン由来で作られています。
3Dプリントにおける特徴は、なんといっても印刷がしやすいこと！ 溶かすための温度は低く、印刷中に起きる反りも少なめ。熱で溶かすと少し甘い香りもします。仕上がりはツヤツヤと光沢のある表面に。
PLAは色のバリエーションも多く、初心者も扱いやすい素材です。欠点は、他の素材に比べると耐熱性や耐衝撃性が低いところ。長期間日光にさらされる屋外や、強度が求められる場所での利用には向いていません。
ABS｜安価ながら強度アリ。工業パーツの試作におすすめ
PLAと並んで多く使われている素材が、ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、Acrylonitrile Butadiene Styrene）。冷蔵庫やエアコンなどのボディにも使われている、衝撃性や耐熱性に優れた素材です。
PLAと同じような価格で手に入り、色のバリエーションも豊富。PLAよりも強度に長けているので、負荷のかかるパーツや試作品での利用もOKです。製品開発やプロトタイピングを行うのであれば、手元に置いておきたい素材と言えるでしょう。
気をつけるべきは、印刷中に反りが起きてしまうこと。素材が冷えた時の収縮率がPLAよりも大きいため、ヒートベッドで3Dプリントステージを温めながら印刷しないと、途中で形が変わってしまうかもしれません。印刷中に温度がキープできる環境かどうか、事前にチェックしておきましょう！
PET / PET-G｜強度と透明性を兼ね備える
ペットボトルで有名なPET（ポリエチレンテレフタレート、Poly Ethylene Terephthalate）や、それを強化したPET-G（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート、Glycol-modified PET）素材のフィラメントもあります。
耐熱性や耐久性に優れていながら、ABSよりも反りは少なめで、透明度の高さが特徴。3Dプリントの特性上、ペットボトルほどの透明性にはなりませんが、半透明のきれいなアイテムを作ることができます。
TPU｜ゴムのようなやわらかさ。印刷難易度は高め
これまで紹介してきた素材は硬い仕上がりになりますが、TPU（熱可塑性ポリウレタン 、Thermoplastic Polyurethane）系のフィラメントを利用すると、ゴムのようにやわらかなアイテムを作ることができます。TPUはやわらかいスマホケースなどに使われている素材です。
やわらかい素材を使えるようになると、3Dプリントでのものづくりの幅はぐっと広がりますが、印刷の難易度は高め。フィラメントを送り出す速度や3Dデータの調整が必要になるので、ある程度扱いに慣れてから挑戦してみてください。
変わり種フィラメント｜木質、導電、水溶、エトセトラ
これまで紹介した以外にも、たくさんの種類のフィラメントが存在します。
素材に木粉や金属を刷り込んで、仕上がりの雰囲気をガラリと変えるもの。導電性で電子工作に使えるものや、デュアルヘッドタイプの3Dプリンターで活躍する水溶性のフィラメントなど、例を挙げればきりがありません。
こうした変わり種のフィラメントは、印刷時に3Dプリンター設定の調整が必要になってきます。3Dプリンターの扱いに慣れてきたら、自分の作ってみたい作品に合わせて、フィラメントを探してみるのも楽しいですよ！
3Dプリンターとの相性は要チェック
フィラメントには多くの種類がありますが、使っている3Dプリンターによっては、相性が悪く印刷に向かないものもあります。この章では、フィラメントを購入する前に、チェックしておくべき3Dプリンターのポイントを紹介します。
純正フィラメント以外を使えるか
3Dプリンターメーカーが販売しているものは、「純正フィラメント」と呼ばれます。純正フィラメントはメーカーによって出力が確認されているので、安心して利用できます。ごく稀に、純正フィラメント以外は利用できない仕様の機材がありため、他社製フィラメントを使いたい場合、純正品以外が利用可能かどうか、あらかじめ確認しておきましょう。
ヒートベットを使えるか
ABSなどのフィラメントは印刷中に温度が下がると反ってしまうため、プラットフォームを温めるヒートベッドが不可欠です。3Dプリンターにヒートベットがない場合、使えるフィラメントの種類はPLAなどに限定されることに注意しましょう。
ノズルの位置（ダイレクトかボーデンか）
フィラメントを扱う3Dプリンターは、エクストルーダー（押出機）の位置が2タイプに分かれます。それぞれ、ノズルの真上にあるものをダイレクト方式、ノズルから離れた場所にあるものをボーデン方式と呼びます。
硬いフィラメントを扱う場合はどちらの方式でも問題ありませんが、TPUなどのやわらかい素材の場合、ダイレクト方式の方が印刷しやすい傾向にあります。
自分が使いやすいメーカーを探そう
3Dプリンターのフィラメントは、多くのメーカーが製作し、AmazonなどのECサイトや自社のネットショップで販売しています。フィラメントばかりを集めた実店舗は多くないので、基本的にはネット経由で購入することがメインになるでしょう。
また同じ素材の名前でも、メーカーによって品質や扱いやすさが異なります。まずは少量を取り寄せて試し、自分に合ったメーカー探しがおすすめです。
Amazonは欠品や入れ替わりも激しいので、長く使い続けたいのであれば、しっかりとしたWebサイトや販売代理店を持つメーカー販売を検討してください。Polymaker や BASF、FLASHFORGE といったメーカーは、日本語の公式サイトで多くのフィラメントを扱っているので、参考にしてみてください。
素材を試したいなら3Dプリントサービスの利用も
この記事では、熱溶解積層方式の3Dプリンターで使えるフィラメントや、選ぶ際の注意点をお伝えしてきました。
フィラメントにはさまざまな種類がありますが、機材によっては相性の悪いものもあり、印刷に苦労することもあるかもしれません。
いろいろな素材を手軽に試したいなら、3Dプリントの外注サービスを使うのもおすすめです。
印刷はすべてサービス側で担当するので、機材との相性や印刷の設定を考える必要もありません。少量からでも依頼できるので、まずは試しに使ってみる、なんて使い方もOKです。
それでは、良き3Dプリントライフをお送りください！