3Dプリントサービスの中でも、現在もっとも普及している方式が「FDM（熱溶解積層方式）」です。
家庭用3Dプリンターでも広く採用されている方式ですが、近年では工業用途や製品試作、実用品製造などでも数多く使用されており、単なるホビー用途を超えた存在になっています。
今回は、JUSTWAYのFDM 3Dプリントサービスについて、方式の特徴や対応素材、設計ガイドライン、表面処理、FAQまで含めて詳しく紹介していきます。
FDM（熱溶解積層方式）とは？
FDM（Fused Deposition Modeling）は、レーザーを形成エネルギー源として使用する方式ではなく、ABS、ポリカーボネート、PLA、PEEKなどの各種フィラメントを加熱・溶融し、それらを積層して成形する3Dプリント方式です。
現在、世界でもっとも広く使用されている3Dプリント技術となっています。
FDMの仕組み
フィラメント状の熱溶解材料を加熱・溶融し、細いノズルを通して押し出します。
熱溶解材料は溶融後、ノズルから吐出され、プラットフォーム、または前層の固化済み材料の上へ堆積されます。
その後、冷却によって固化し、材料を何層も積み重ねることで最終製品が形成されます。
FDMの特徴
FDM最大の特徴は、
- 構造がシンプル
- 材料コストが比較的安い
- 実用品向け材料が豊富
- 大型造形に向いている
という点です。
特に試作品や機能部品との相性が良く、工業用途でも広く活用されています。
JUSTWAYのFDM 3Dプリントサービス
JUSTWAYでは、オンラインプラットフォーム上でさまざまなFDM 3Dプリント材料を利用できます。
PLA
PLA（FDM）は、低コストで外観確認用の試作品製作に適した材料です。
ABSと比較してディテール表現に優れる一方、衝撃にはやや弱く、脆さがあります。
また、耐熱性は高くないため、高温環境での使用には適していません。
PLA-CF
PLA-CFは、従来のポリ乳酸（PLA）樹脂にカーボンファイバー粉末を混合した複合強化材料です。
PLAの「造形しやすさ」という利点を維持しながら、機械的特性を大幅に向上させることを目的として設計されています。
ABS
ABSは、優れた機械特性と高い耐衝撃性を持つ一般的な熱可塑性樹脂です。
PLAよりも強度に優れる一方、ディテール表現はやや劣ります。
Stratasys ABS-ESD7
ABS-ESD7™（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン – 静電気拡散タイプ）は、静電気によって製品が損傷したり、性能低下や爆発リスクが発生する用途向けに設計された、帯電防止特性を持つABS系熱可塑性樹脂です。
ABS-ESD7は静電気の蓄積を防ぐため、静電気の発生を抑え、粉末・ホコリ・微粒子などが表面へ付着することも防止できます。
回路基板を含む電子機器用途や、輸送機器・産業機器分野に適しており、特に電子部品組み立て用の治具や固定具の製作で広く使用されています。
PETG
PETGは、非常に高い靭性と耐久性を持ち、扱いやすい材料です。
優れた強度特性から食品包装用途にも広く使用されています。
また、化学的に反応しにくい性質を持つため、医療分野でも重要な材料とされており、整形外科用器具や義肢装具などにも利用されています。
PETG-CF
PETG-CFは、「カーボンファイバー強化PETG（ポリエチレンテレフタレート・コポリエステル）」の略称で、従来のPETG樹脂にカーボンファイバーを配合した高性能複合材料です。
PETG本来の優れた特性に加え、カーボンファイバーによる補強効果を組み合わせることで、より高い剛性と機械的性能を実現しています。PETG-CFは、「カーボンファイバー強化PETG（ポリエチレンテレフタレート・コポリエステル）」の略称で、従来のPETG樹脂にカーボンファイバーを配合した高性能複合材料です。
PETG本来の優れた特性に加え、カーボンファイバーによる補強効果を組み合わせることで、より高い剛性と機械的性能を実現しています。
TPU(FDM)
TPUは、熱可塑性ポリウレタンエラストマーゴムと呼ばれる材料です。ゴムとプラスチックの中間的な性質を持つ高分子材料であり、主にポリエステル系とポリエーテル系に分類されます。環境負荷の低い成熟した材料としても知られています。
TPU（FDM）95A HFは、柔軟性と高い靭性を兼ね備えた材料で、優れた耐衝撃性を持っています。そのため、衝撃・落下・接触などに耐える必要があるさまざまな部品の造形に適しています。
PC (Polycarbonate)
PC（ポリカーボネート）は、高い寸法精度・耐久性・安定性を備えた材料であり、機能試験にも耐えられる高強度な部品を製作できます。
ASA
ASAは、FDM技術と組み合わせることで優れた性能を発揮できる、量産グレードの熱可塑性樹脂です。フィッティング確認、形状検証、機能テスト用の耐久性ある試作品の製作だけでなく、屋外用途向けの実用最終部品の製作にも適しています。
電気機器の筐体やブラケット、スポーツ用品、自動車試作部品など、幅広い用途で使用されており、設計の実用性をさらに高めることができます。
PEEK
PEEKは、優れた機械特性および耐熱性を持つエンジニアリング熱可塑性樹脂です。
金属部品の代替材料として使用することも可能です。
PPS-CF
PPS-CFは、カーボンファイバー強化ポリフェニレンサルファイド複合材料です。ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂自体の特性と、カーボンファイバーによる補強効果により、優れた耐溶剤性、耐腐食性、耐熱性、難燃性、強度、剛性、寸法安定性などを備えています。
リフロー工程環境にも対応可能な特性を持ち、エンジニアリングプラスチック用途の要求に応えられる特殊エンジニアリングプラスチックです。
カスタム材料対応
必要な材料が注文ページに掲載されていない場合は、材料メニュー内の「custom」を選択することで、JUSTWAY側のエンジニアが確認を行います。
特殊材料を使用したい場合でも相談可能となっているようです！
対応表面処理
JUSTWAYでは、FDM造形品向けにさまざまな表面処理オプションを提供しています。
スプレー塗装（マット塗装）
スプレーガンの空気圧によって塗料を均一で細かな粒子状に分散し、対象物表面へ塗布する塗装方法です。
スプレー塗装（高光沢塗装）
スプレーガンの空気圧によって塗料を均一で細かな粒子状に分散し、対象物表面へ塗布する塗装方法です。
真空メッキ（高光沢仕上げ）
真空メッキは、主に真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを含む表面処理技術です。
真空メッキ（マット仕上げ）
真空メッキは、主に真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを含む表面処理技術です。
#1000研磨
研磨は、微細な研磨粒子を使用して製品表面を擦り、拡散性を持つ非線形テクスチャ効果を生み出す加工です。
シルクスクリーン印刷
一般的にスクリーン印刷を指し、メッシュスクリーンを通してインクを押し出し、デザイン、グラフィック、文字などを印刷する加工方法です。
レーザー刻印
レーザー技術を利用して、文字やパターンを対象物へ刻印する加工方法です。
染色
特殊な染料および化学材料を含む専用溶液によって染色を行います。
FDM造形スペック
Maximum build size
最大造形サイズ：600 × 500 × 500 mm
Minimum wall thickness
最小肉厚：1.5mm
Layer height
積層ピッチ：100〜300 μm
Infill
充填率：20〜100%
寸法公差
Length(L)
L≤100mm±0.2mm
L>100mm±0.2% × L
3Dプリント設計ガイドライン
JUSTWAYでは、3Dプリント部品でよく見られる形状に対して、推奨値および技術的に実現可能な設計ガイドラインをまとめています。
1. 肉厚設計
壁厚は、印刷物の強度を直接左右し、モデルが造形可能かどうかにも影響します。
モデル完成後には、サポート除去、研磨、サンドブラストなどの後処理も行われるため、材料ごとに必要な最小肉厚が定められています。
壁厚が最小要件を満たしている場合のみ、モデルは正常に造形可能となります。
| サイズ | FDM推奨最小肉厚 |
|---|---|
| 5×5mm | 1.0mm |
| 10×10mm | 1.2mm |
| 50×50mm | 1.5mm |
| 100×100mm | 2.0mm |
| 200×200mm | 2.5mm |
2. 凸文字・凹文字ディテール
ディテールの高さや深さが最小要件を下回る場合、正確な印刷ができず、研磨や塗装などの後処理も行えません。そのため、高さ・深さを増やす、もしくは該当部分を削除することが推奨されています。
| 項目 | FDM最小値 |
|---|---|
| 凸文字（Embossed） | 1.0mm |
| 凹文字（Engraved） | 1.0mm |
3. ネジ・スクリュー設計
ピッチとは、ネジ山同士の対応位置間の軸方向距離を指します。
プロファイル角とは、ネジ山断面両側面の角度を指します。
- 最小ピッチ：0.6mm
- 最小プロファイル角：20°
4. 最小穴径
以下は各方式で実現可能な最小穴径です。
| 項目 | FDM最小穴径 |
|---|---|
| 最小穴径 | 1.5mm |
5. 鋭利形状について
壁厚が非常に薄い場合、鋭利な形状を持つモデルは、サポート除去、研磨、梱包、輸送中に損傷しやすくなります。鋭利な面が存在する場合は、角度を20°以上にする必要があります。
6. クリアランス設計
パーツクリアランスとは、2つの部品、薄肉部、または柱同士の距離を指します。
最小クリアランスは1mmです。
クリアランスが小さい場合、サポート材を除去できなくなる可能性があります。
そのため、クリアランスサイズを増やす、または別材料を選択することが推奨されています。
2つの部品が独立している必要がない場合は、1パーツへ統合することも推奨されています。
組み立てクリアランス
組み立てクリアランスとは、組み立て対象となる2部品間の距離を指します。
最小クリアランスは0.2mmです。
JUSTWAYのFDMサービスを活用してみよう
JUSTWAYでは一般的なFDM材料だけでなく、カーボンファイバー入り素材、高耐熱エンプラ、大型造形、各種後加工、カスタム材料対応まで幅広く対応しています。
特に試作品開発、ケース設計、小ロット製造、実用品パーツ製作、強度重視部品などを検討している場合、非常に相性の良いサービスと言えます。
FDM方式による3Dプリントを検討している方は、JUSTWAYの3Dプリントサービスをチェックしてみてください！
