【フィラメント】PLAとは？一番造形がしやすいPLAフィラメントの性質や特徴を解説

インクジェットプリンタにインクが必要なのと同様に、熱積層の3Dプリンタで造形するには「フィラメント」と呼ばれる樹脂材料が必要です。

フィラメントとは、細く非常に長い繊維状のものを指します。
その細い繊維が束となり、リールに巻き付いた状態でフィラメント材料として販売されています。

熱積層造形においては、そのフィラメントを3Dプリンタにセットし、熱した金属製のノズルで溶かし出す事によって造形していきます。

そんなフィラメントですが、プラスチックや炭素繊維など様々な種類があります。
今回はプラスチックの中でも「PLA」という材料について解説していきます。

PLA　特性
さまざまなPLAフィラメント

PLA　特性

PLAとは

LA(ポリ乳酸)はプラスチック素材であり、ポリエステル類に分類されます。
植物性由来のバイオプラスチックで、トウモロコシ・てんさい・じゃがいもなどから抽出されたデンプンから作られています。
3Dプリンタ用のフィラメント(熱溶解積層法における材料)として広く使われています。

PLAは造形が簡単で扱いやすいため、現在最も人気の高いフィラメントと言われることがあります。
ちなみに造形難度は一般的に PLA＞PETG＞ABS とされております。
私自身もそれぞれのフィラメントを使用した実感として、上記の造形難度順は概ね正しいと思います。

【価格の目安】
1kgあたり2,300~4,000円程度です。

【色の種類】
白・黒・グレー・金・銀・赤・青・黄・緑・ピンク・水色・オレンジ・ウッド
シルク調・多色などバリエーションが多いです。

PLAフィラメント使用時の一般的な設定

ノズル温度：190-220℃程度
プラットフォーム温度：0-60℃
エンクロージャー：密封しないで良い
冷却ファン：ON

ヒートベッド無しでも簡単に造形ができます。

	プリント温度	軟化温度	耐衝撃性	靭性	印刷中の反り	印刷中の匂い	吸水率	印刷難度
ABS	240～250℃	100℃	○	○	△　反りやすい	× きつい	0.2～0.6％	○～△ 普通～やや難
PLA	190°～220℃	60℃	○	△	◎ 反りにくい	○ 少ない	0.3～0.5％	◎ 簡単

ABSとPLAの比較

PLAの長所

安価で手に入りやすい
　3Dプリンタの材料の中では安価で手軽に入手できます。また、種類や色も多く選択肢も幅広いです。
優れた造形性
　反りにくく熱収縮性も高くないので安定したプリントが可能です。形状が大きい場合でも比較的綺麗な造形が可能です。
環境に優しい
　石油から製造される通常のプラスチックと違い、PLAは植物由来のバイオマス材料です。最終的には生分解されるため、サステイナブル社会の実現にも貢献します。また、造形時の臭いも抑えられ、ABSと比べ加熱時に飛散する粒子の量も少ないです。

PLAの短所

硬くて少し脆い
　PLAは硬い材質であり展延性がないため、曲げや衝撃に弱く壊れやすいです。また、ミガキ性も悪く造形後の削りや研磨も困難です。
耐熱性が低い
　PLAは熱変形温度が約60度なので、高温下での使用に適しておりません。
吸水率が高い
　PLAは吸水率が高く、湿度50％程度の環境下で保管しているとあっという間に水分を吸収してしまいます。フィラメントが吸湿してしまうと糸引きの原因やノズルの詰まり、造形の安定性低下につながる恐れがあります。必ず密閉性のある容器で保管し、低い湿度を保つようにしましょう。

主な用途

造形が安定しており安価で手軽にプリントができるので、素早くプロトタイプのモデルを製作することができます。また、フィギュアなどの造形にも適しております。ただし、人間などの細かい造形のフィギュアなどの場合は光造形方式の方が綺麗に造形できます。

PLAフィラメント使用時のトラブルシューティング

さまざまなPLAフィラメント

PLA-CF(カーボンファイバー)フィラメント

PLAにカーボンファイバーを20%前後添加したフィラメントです。
【長所】
・通常のPLAよりも強度、硬度に優れる
・マットな仕上がりで外観の高級感がUP
【短所】
・靭性が若干低下するため、曲げに対する力に少し弱くなる
・ノズルの摩耗が激しいので、太めの硬化鋼ノズル(0.6mm)やタングステンノズルの使用推奨