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ABS プラスチックとアクリルは、製品製造に使用される 2 つの代表的なプラスチックですが、3D 印刷に関しては、まったく対照的な特性、印刷技術、および用途を持っています。

ABSは強度と靭性において世界最高クラスであり、一方アクリルは透明度の高さでニッチ市場を席巻しています。ABS樹脂とアクリル、どちらを3Dプリントプロジェクトで使用していますか？3Dプリントで使用する場合、どのような違いがあるのでしょうか？誤った選択は、部品の破損、無駄なプリント、さらにはコストの増加につながる可能性があります。

このガイドでは、2 つの違いを徹底的に比較し、材料の選択プロセスを簡素化し、 3D 印刷プロジェクトをよりスムーズに実行してエラーを回避するのに役立ちます。

コア回答の要約

どちらがより強く、より回復力があるか？JS比較テストの真実

JS Precision は、3D プリント材料の性能比較において 10 年以上の実務経験を持ち、自動車、ドローン、電子製品など 20 業界の300 社以上の顧客を対象に、ABS およびアクリルの専門的なテストを実施してきました。

例えば、ある自動車部品メーカーの試験では、 12種類のABSフィラメントと8種類の改質アクリルフィラメントを、-20℃～60℃の温度範囲における衝撃強度や曲げ弾性率など15項目の重要性能指標と比較しました。その結果、車内環境における振動や温度変動を満足する材料選定をクライアントに支援することができました。

また、FDM方式3Dプリント技術におけるABS樹脂の反り制御スキームを最適化しました。ヒートプレート温度とプリントチャンバーの封止を調整することで、お客様のABS樹脂プリントの不良率を18%から8%に低減しました。アクリル樹脂については、内部応力によるひび割れを低減するための段階的な冷却プロトコルを開発し、お客様の材料廃棄コストを5万ドル以上削減しました。

このガイドは、長年にわたる当社のテストデータとプロジェクトの履歴をまとめたものです。それぞれの結果は実例を用いて説明されており、実用性と専門性を兼ね備えています。

JS Precisionは10年以上にわたる3Dプリント材料の試験経験を有し、ABS樹脂とアクリル樹脂の性能差を見極め、3Dプリント部品の選定をサポートします。お客様のご要望に合わせた試験ソリューションも承ります。

二人の主人公に会う：エンジニアリング戦士 vs. 光学アーティスト

アクリルと ABS プラスチックはどちらも 3D プリントで広く使用されている 2 つの素材で、さまざまな特性があり、どちらもさまざまな用途に優れています。

ABSプラスチック

古くからあるエンジニアリングプラスチックであるこの素材は、3Dプリント業界において、特に構造的な完全性が求められる用途において、主要な用途となっています。最も一般的な3Dプリント技術はFDM（熱溶解積層法）です。

工業グレードの 3D プリント部品の大部分は、機能部品の大部分の要件を満たす ABS プラスチックを使用しています。

アクリル

最大92%の光透過率を誇る優れた光学的透明性が最大の特徴で、 「プレキシガラス」という愛称の由来となっています。純粋なアクリルフィラメントは3Dプリントには適さないため、変性アクリルコポリマーフィラメントが使用されています。

これらのフィラメントは、印刷性能が向上し、印刷中のひび割れや反りが減少し、透明な3D 印刷部品の均一性が高まります。

カスタム 3D プリント部品が必要な場合、JS Precision のカスタム 3D プリント製造サービスでは、お客様のニーズに基づいて適切な ABS プラスチックまたは再設計されたアクリル フィラメントを推奨し、印刷された部品はまさにお客様のご要望どおりのものになります。

8つの核心的な違い：3Dプリント成功の鍵

3Dプリントを成功させるには、ABS樹脂とアクリルの基本的な違いを理解することが重要です。以下では、7つの側面から両者の違いを詳しく説明し、主要な情報を簡潔な表にまとめました。

機械的特性

ABS樹脂は硬くて耐衝撃性があり、外圧を受けても破損しにくいため、構造部品に適しています。

アクリルは脆く、耐衝撃性があり、外部からの圧力を受けると非常に簡単に壊れるため、衝撃を受ける用途には適していません。

熱特性

ABS プラスチックの熱変形温度は約90 ～ 110°C で、高温下でも形状の安定性をある程度維持します。

アクリルの熱変形温度は約80 ～ 90°C で、この温度範囲を超えると耐熱性が低下し、変形してしまいます。

印刷動作の違い

ABS樹脂は反りやすい傾向があります。これは主に、プリント時の冷却が不均一で収縮が不均一になるためです。80～120℃の高温ビルドプレートを使用し、密閉されたプリント空間で空気の流れによる温度変動を最小限に抑えることで、反りを防ぐことができます。

アクリルは内部応力を受けやすく、硬化中に内部応力を十分に緩和できないため、ひび割れが発生します。この問題を解決するには、例えば印刷後に冷却ファンの速度を落とすなどして冷却速度を制御し、パーツのセクション間で大きな温度勾配が生じないようにする必要があります。

層間接着

ABS樹脂は中程度の強度です。同じ条件下で印刷した場合のZ軸強度も中程度で、長時間のストレスにより層剥離が発生する可能性があります。

アクリルは層間接着性に優れているため、 ABS プラスチックよりも層間結合が強固になり、Z 軸強度も高くなり、部品全体の構造がより安定します。

後処理と接着

ABS樹脂は後加工が容易です。アセトンで接着・研磨することができ、 ABS樹脂の表面を溶かしてパーツをしっかりと固定し、研磨後の表面も滑らかになります。

アクリルは接着にクロロホルムなどの特殊な溶剤が必要となるため、後処理がより困難です。市販の研磨剤を使用して研磨する必要があり、アクリルを傷つけないよう工程を厳密に管理する必要があります。

耐候性と耐紫外線性

ABS プラスチックは耐候性が低く、屋外で使用すると紫外線の影響で黄ばみやすく、外観や性能に影響を及ぼします。

アクリルは紫外線耐性に優れ、屋外に長期間放置しても変色や劣化しにくいため、屋外の 3D プリント部品に最適です。

安全性

ABS プラスチックは印刷中にスチレンなどの微量の揮発性有機化合物 (VOC) を放出しますが、これを長期間吸入すると有毒となる可能性があります。

アクリルは印刷時に放出される VOC が少ないですが、独自の接着剤と研磨溶剤は刺激物であるため、取り扱いには注意が必要です。

次の表は、両者の最も重要な違いの概要を示しています。

3Dプリントにおける材料選定でお困りの際は、 JS Precisionが専門的な技術サポートを提供いたします。8つの主要な違いに基づいた的確な材料選定をご提案し、3Dプリント部品の効率的な完成をサポートいたします。

詳細なコスト分析：グラム当たりの価格設定の背後にある真のコスト

3Dプリント材料を選ぶ際には、表面コストだけでなく、裏面コストも考慮する必要があります。以下では、 ABS樹脂とアクリルの実際のコストを、直接コスト、間接コスト、設備のエネルギー消費量の3つの側面から比較します。

JS Precisionのオンライン3Dプリントサービスは、3Dプリントの価格を抑えるのに役立ちます。お客様のニーズに合わせて材料の使用を最適化し、不良品による無駄を削減することで、高品質な3Dプリント部品をリーズナブルな価格でご提供します。

3D プリントテスト: チャンピオンは誰?

ABS樹脂とアクリルは、3Dプリントにおいてそれぞれ長所と短所を持ち、競合しています。どちらを選択するかは、プロジェクトの要件に基づいて決定する必要があります。

ABSプラスチック: 3Dプリントの「ベンチマーク材料」

利点:

3Dプリント技術は確立されており、市場には利用可能な印刷パラメータが豊富に存在するため、初心者でも容易に使用できます。後処理技術は従来通り効果的で、例えばアセトン燻蒸処理により表面を滑らかにすることができます。

市場には多くのABSワイヤーブランドが存在するため、購入が容易です。さらに、ABS樹脂で製造された3Dプリント部品は十分な強度を備えており、ほとんどの構造要件を満たしています。

課題:

ABS樹脂を用いた3Dプリントにおいて、特に大型部品の製造においては、反りが最も大きな課題となります。反りを制御するために、印刷パラメータの調整に余分な時間と労力がかかります。

アクリル：透明感を求める闘い

利点:

成功裏に印刷できた製品は、 ABS樹脂では実現できない優れた透明性を備えています。そのため、光学窓やディスプレイカバーなど、光の透過を必要とする物体の3Dプリントに適しています。

課題:

温度と印刷速度に非常に敏感です。わずかな温度低下でも層間接着が劣化し、印刷速度が極端に速いと内部応力が生じやすいため、 印刷パラメータの繰り返し調整と、オペレーターへの高度な技術要求が必要となります。

専門家のアドバイス:

透明性が必要でありながら純粋なアクリルフィラメントが手に入らない場合は、 ASA（紫外線耐性ABS）またはPETGを代替案として検討してください。ASAは優れた紫外線安定性とABSと同等の性能を備えており、PETGはより容易に印刷でき、ある程度の透明性も備えているため、光透過率の仕様を満たしています。

意思決定ガイド：適切な材料選択に役立つ5つの重要な質問

「印刷」ボタンをクリックする前に、適切な素材を素早く特定するために、次の質問を自問してください。

1. 必須要件は何ですか?

ドローンの筐体や機械マウントなど、高い構造強度と耐衝撃性を備えた3Dプリント部品が必要な場合は、ABS樹脂を使用してください。シースルーウィンドウや光学部品など、極めて透明な部品が必要な場合は、アクリル樹脂を使用してください。

2. 対象となる使用環境は何ですか?

部品が屋外で使用され、耐紫外線性と耐候性が求められる場合は、アクリル樹脂が適しています。屋内で常温で使用される場合は、ABS樹脂がニーズを満たし、よりコスト効率に優れています。

3. 印刷の難しさに対する許容範囲はどの程度ですか?

3Dプリント初心者の方、またはパラメータの微調整に時間をかけたくない方は、より高度な印刷技術と低い失敗率を理由にABS樹脂をご使用ください。経験豊富なプリンターで、複雑な調整を熟知し、鮮明な効果を求める方は、アクリル樹脂をご使用ください。

4. 後処理ではどの程度の作業を行うつもりですか?

加工に時間をかけたくない場合は、ABS樹脂の方が適しています。アセトンを使って接着・平滑化できます。透明感を出すために加工に手間がかかる場合は、アクリル樹脂が良いでしょう。

5. 予算はいくらですか?

予算が限られていて3Dプリントの価格を抑えたい場合は、間接費と直接費が低いABS樹脂を使用してください。資金に余裕があり、透明感のある仕上がりを希望する場合は、アクリル樹脂を使用してください。

JS Precision のカスタム 3D プリント製造サービスは、お客様の回答に応じてカスタマイズされた 3D プリント ソリューションを構築し、材料の選択からパラメータの設定までエンドツーエンドのサービスを提供して、プロジェクトを簡単に完了できるようにします。

FDMを超えて：ABSとアクリルが他の3Dプリント技術と出会うとき

従来のFDM方式3Dプリント技術に加え、ABS樹脂やアクリルは他の印刷技術にも応用されています。これらの技術を理解することで、プロジェクトのアイデアがさらに広がります。

SLA（光造形）印刷

SLA技術において、「アクリル」は通常、感光性樹脂です。この樹脂を硬化させると、従来のアクリルの特性を備えた非常に透明な部品が得られますが、 FDMとは異なる印刷メカニズムを採用しています。

SLAで造形されたアクリル部品は、精度が高く、より磨き上げられた仕上がりが得られるため、壊れやすい光学部品の造形に使用されます。ABS樹脂はSLAではそれほど広く使用されていませんが、FDMではより広く使用されています。

マテリアルジェッティング

この技術はPolyJet技術と同様に、複数の材料を1回のパスで印刷できます。将来的には、「ABSのような」硬質部品と「アクリルのような」透明部品の統合も実現できる可能性があります。

例えば、部品を製造する際に、本体部分は強靭なABS樹脂のような素材を使用し、部分的に透明な部分を透明なアクリル樹脂のような素材で製造することができます。これにより、後工程での組み立てが不要になり、部品の完全性と製造効率が向上します。

材料の選択はFDMプロセスに限定されません。印刷部品の精度と性能要件に基づいて適切な技術と材料の組み合わせを選択することで、製品の競争力を高めることができます。

ケーススタディ：ドローンのFPV画像伝送アンテナ用透明ハウジングの作成

顧客ニーズ

レーシング ドローンのメーカーは、ドローン FPV アンテナ ハウジングに次の 3 つの特定の要件を必要としています。

• 衝撃や落下に対する耐性が非常に高く、3 メートルの高さから 5 回落下させても損傷を受けません。
• 上部の透明なプラスチック ウィンドウには、光透過率が 85% 以上あり、内部の LED ステータス インジケーターが明瞭に表示されます。
• ドローンの飛行速度に影響を与えないように、総重量は 20 グラム未満と軽量です。

JSのソリューションと反復

バージョン1（オールABS印刷）：

ハウジングは高強度ABSフィラメントを使用して印刷しました。部品は衝撃試験で25kJ/m²の強度を満たし、要件を満たしました。しかし、ABS樹脂は不透明であるため、上部からLEDライトが見えませんでした。

穴を開ける必要があったため、モデルの重量が23グラム増加し、顧客の要求を超える重量となっていました。穴を開けたことで、モデルは埃や水にさらされ、LEDの寿命とディスプレイの品質が低下する恐れがありました。

バージョン2（オールモディファイドアクリルプリント）:

透明度の高い改質アクリルフィラメントを用いて印刷された筐体の透過率は90%で、重量を18グラム以下に抑えながらもLEDディスプレイの要件を完全に満たしました。アクリルは非常に脆く、衝撃強度はわずか12kJ/m²です。3回目の衝撃試験では破損し、必要な耐久性を満たしませんでした。

最終ソリューション（ハイブリッド設計）:

本体は強度を確保するため、 壁厚1.2mmのABS樹脂でプリントしました。透明窓は、0.8mm厚の高透明アクリルフィラメントを埋め込み、独立してプリントしました。

組み立ては、ABS専用接着剤を用いたスナップフィット方式で行われ、アクリル窓はABS本体内にしっかりと固定されました。総重量は19.5グラムで一定に保たれ、強度、光透過率、そして光量の要件を満たしています。

結果

筐体は3メートルの高さから10回落下しても損傷なく耐え、LEDライトはアクリル窓の外からでも確認できました。また、大口顧客においては製品故障率が60%低下しました。

この例は、3D プリント部品の機能要件を理解した上で材料を選択することが、単一の材料を使用してすべてを修復しようとするよりも優れており、よりパフォーマンスの高い製品につながる可能性があることを示しています。

最終決定: どのプラスチックを使用すべきか?

ABSプラスチックを選択する状況

まず、 ABSとは何かを明確にしましょう。ABSは、高い靭性、優れた耐衝撃性、そして成熟した印刷技術を備えた3Dプリント材料です。

機械ブラケットやデバイスケースなど、構造的に堅牢で衝撃に耐えられる3D プリント部品を作成する必要がある場合、3D プリントの初心者であり、印刷の複雑さと故障率を最小限に抑えたい場合。

予算が限られていて、3Dプリントの価格を抑えたい場合は、ABS樹脂が適切な選択肢です。また、部品を屋内で常温で使用する場合も、ABS樹脂は性能要件を満たします。

アクリル樹脂を選ぶ状況

印刷された部品（光学窓や透明なディスプレイ筐体など）に高い透明性が必要な場合、または部品が屋外で使用され、紫外線や天候への耐性が必要な場合、そして高度な 3D 印刷スキルがあり、複雑な印刷設定や後処理に耐えられる場合は、アクリル プラスチックが適しています。

第三の選択肢、PETG/ASAについて考える

ABSとアクリルのどちらかを選べない場合は、PETGまたはASAを使用してください。PETGは印刷が簡単で、強度もABSとアクリルの中間で、わずかに透明であるため、光透過性が必要で、デバッグにあまり時間をかけられない場合に適しています。

ASA は ABS プラスチックと同様に優れた UV 耐性を備えているため、屋外での使用に適した 3D プリント部品となり、屋外での ABS の黄ばみの問題を回避できます。

よくある質問

Q1: アクリルフィラメントで印刷すると、最初の層の接着が必ず失敗します。どうすればいいですか？

これは通常、ビルドプレートの温度が低いか、ノズルの高さが適切でないことが原因です。ビルドプレートの温度を90～100℃に保ち、ガラス製のビルドプレートを使用し、接着力を高めるために特殊なPVA接着剤を塗布することをお勧めします。ノズルの高さは、ノズル先端とビルドプレートの間に0.1～0.2mmの隙間ができる程度にすることをお勧めします。

Q2: アセトンはアクリル 3D プリント部品の研磨に使用できますか?

いいえ！アセトンはアクリルを溶かし、パーツの表面にひび割れ（応力亀裂）を引き起こし、パーツの構造と透明性を低下させます。アクリル製3Dプリントパーツは、トリクロロエチレンまたは市販のアクリル研磨剤を使用して蒸気研磨する必要があります。作業は換気の良い場所で行い、溶剤の皮膚への接触や吸入を防ぐため、保護具を着用してください。

Q3: ABS プリントは刺激臭がするので危険ですか?

ABS樹脂への印刷では、スチレンなどの揮発性有機化合物（VOC）が微量に放出されます。これらの物質を長時間吸い込むと、呼吸器系や身体に有害な影響を与えます。そのため、十分に換気された場所で印刷するか、プリンターに空気清浄システムを設置することをお勧めします。有毒物質の吸入を最小限に抑えるため、プリンターのそばに長時間立たないようにしてください。

Q4: ABS の強度とアクリルの透明性を兼ね備えた 3D プリント素材はありますか?

両方の長所を兼ね備えた「2 in 1」素材はまだ存在しません。しかし、半透明PETGとポリカーボネートは、用途によっては妥協点を見出す可能性があります。半透明PETGは印刷性に優れ、ABSと同等の強度を持ち、ある程度の透明性も備えています。一方、ポリカーボネートは優れた透明性と高い強度を備えていますが、印刷はやや困難です。

まとめ

ABSとアクリルの選択は、単純な優劣の争いではなく、プロジェクトのニーズ、技術力、そして希望する出力を慎重に検討する必要があります。3Dプリント部品の機能性、使用環境、そして技術的な経験を組み合わせれば、適切な材料を見つけることができます。

JS Precisionは、ABSプラスチックなど、様々な素材を用いたオンライン3Dプリントサービスを提供しています。3Dプリントパーツの品質を保証するための徹底した管理体制に加え、リーズナブルな価格と、手間のかからないシンプルな注文手続きも提供しています。

今すぐご連絡ください。設計図をお送りいただければ、すぐに製作に取り掛かり、プロジェクトを最適に遂行いたします。