3D印刷材料の電気絶縁特性

電気絶縁用途の3D印刷材料を選定する際、誘電強度や誘電率など主要な電気特性を理解することが重要です。これらの特性は、材料が電圧に対してどれだけ絶縁できるか、電気信号とどのように相互作用するかを決定し、安全性、信号の完全性、および全体的な性能に影響を与えます。

誘電強度（絶縁破壊電圧）

誘電強度は、材料が電気的破壊が発生するまで1ミリメートル当たりどれだけの電圧に耐えられるかを測るもので、本質的には材料が電流の貫通をどれだけ抵抗するかを示します。誘電強度が高いほど絶縁性が優れています。重量比で20%のガラス繊維（GF）で強化されたFiberon PPS-GF20は、約6.05 kV/mmの誘電強度を示します。これは、0.45 kV/mmのFiberon PPS-CF10（炭素繊維強化）より約12倍高い値です。PPS-GF20の大幅に高い誘電強度は、中程度の電圧絶縁に非常に適しており、多くの用途で炭素繊維強化材料や空気と比較して安全な動作を確保します。

誘電率（誘電定数）

誘電率は、材料が電界にさらされたときに電気エネルギーをどれだけ蓄えられるかを測る指標です。これはスポンジがどれだけ水を保持できるかに例えられ、誘電率が高いほど材料はより多くの電気エネルギーを蓄えることができます。この特性は周波数に依存し、信号伝送に影響を与えます。誘電率が高い材料はエネルギー損失や信号歪みを引き起こしやすいため、信号の完全性と速度が重要な高周波用途では低い値が好まれます。

Fiberon PPS-GF20の誘電率は1 kHzで2.62、1 MHzで2.71であり、PPS-CF10の1 kHzで4.64、1 MHzで3.74より低くなっています。これはPPS-GF20がエネルギー損失を最小限に抑えて高速な電気信号を伝送する点でより良い性能を提供することを意味し、高周波信号が重要な絶縁部品に適しています。

電気特性の要約

• Fiberon PPS-GF20

  • 誘電強度: 6.05 kV/mm

  • 誘電率: 2.62（1 kHz）、2.71（1 MHz）

• Fiberon PPS-CF10

  • 誘電強度: 0.45 kV/mm

  • 誘電率: 4.64（1 kHz）、3.74（1 MHz）

Fiberon PPS-GF20の利点：

• 中程度から高い誘電強度を兼ね備え、高電圧絶縁の安全性を高めます。

• 低い誘電率を維持し、信号損失を低減して高周波電気性能を向上させます。

• ガラス繊維補強を利用しており、炭素繊維とは異なり電気的に絶縁性があります。

• ドローンハウジングや材料を通して無線周波数信号が通過する必要のあるその他の電子機器など、良好な信号伝送を要する電気絶縁用途に適しています。

• 難燃性で熱的に安定しており、熱変形温度が230°Cを超えるため、過酷な環境にも適しています。

まとめると、Fiberon PPS-GF20は電気絶縁性と高周波信号性能の両方を求められる3D印刷部品に対してバランスの取れた絶縁特性を提供し、優れた誘電強度と低い誘電率により、炭素繊維強化フィラメントと比較して安全で効率的な電気絶縁を実現する生産グレードの3D印刷材料として有力な選択肢となります。

この材料は、高性能な絶縁性と機械的強度、熱安定性を組み合わせることで、電気、自動車、航空宇宙、電子分野における新しい用途を可能にします。