Polymaker.comMaterial PropertiesFilament Guide

技術データシート

このセクションでは、すべてのTDS文書をテキスト化したものとPDFをダウンロードするためのリンクの両方で確認できます。また、当社の ダウンロード ページでも見つけることができます。

FFF 3D印刷向け材料のSDSとTDSの読み方

FFF 3D印刷用のフィラメントを選ぶ際、メーカーはしばしば2つの主要な文書に出会います： 安全データシート（SDS） および 技術データシート（TDS）。SDSは安全な取り扱い、保管、危険性に重点を置く一方で、TDSは材料の 機械的、熱的、および加工に関する特性 を提示します。これらの値の読み方を知ることで、材料を比較し、用途に応じて設定を最適化できます。

以下は、TDSに一般的に見られる値とグラフの理解に役立つガイドで、 Polymaker HT-PLA V1.1 を例として参照しています。

熱的特性

FFF材料は、プラスチックが熱下でどのように振る舞うかを説明するいくつかの温度関連の測定値を記載しています。

  • ガラス転移温度（Tg）： Tgはポリマーが硬いガラス状の状態からより柔らかくゴム状の状態に変化する温度です。HT-PLAではTgが約59.8°Cと記載されています。

  • 融点（Tm）： 材料の結晶領域が溶ける温度です。ここではHT-PLAの融点は約177°Cです。滑らかな流動のために押出温度をこの値より十分に高く選ぶことが重要です。非晶質ポリマーには明確な融点はありません。

  • 結晶化温度（Tc）： ポリマーの非晶領域が冷却に伴ってより秩序だった結晶構造に再編成される温度です。HT-PLAではTcは約77°Cです。強い結晶化は印刷後の剛性と耐熱性を高めます。

  • 分解温度（Td）： 材料が化学的に分解し始める温度です。HT-PLAでは分解が約336°Cで発生します。この温度を超えると燃焼や有害ガスの発生リスクがあります。

  • ビカット軟化温度（Vicat）： 定められた荷重下で材料が変形し始める温度です。HT-PLAはアニーリング後に100°C以上を示します。これはたわみが始まる前の作業範囲を示すのに役立ちます。

  • 熱変形温度（HDT）： HDTは与えられた温度で荷重を受けたときに材料がたわむ温度を測定します。HT-PLAの印刷状態でのHDTは約58°Cですが、アニーリングにより150°C以上に上昇します。これは高温環境で使用される部品の熱安定性の重要な指標です。

HDT曲線の解釈

一つの HDT曲線 は、温度上昇に伴う荷重下での材料のたわみをプロットします。平坦な部分は軟化に対する良好な耐性を示し、急激な低下は塑性変形が発生する転移点を示します。HT-PLAの場合、曲線はアニーリングが高温特性を劇的に改善し、軟化点を最大で約50°C移動させる理由を示しています。

機械的特性

引張、曲げ、衝撃試験の理解は重要で、これらはフィラメントがどれほど強く、剛性があり、靭性があるかを示します。

  • 引張強さ： 材料が引っ張られて破断するまでに耐えられる最大応力です。HT-PLAはXY方向で約43 MPaを示しますが、Z方向では約20 MPaにとどまり、FFF部品に共通の層間接着の弱さを示しています。

  • ヤング率： 引張時の剛性の尺度です。値はメガパスカルで示されます。HT-PLAは約3000 MPaで、TPUのような柔軟な材料と比べて比較的硬いことを示しています。高いヤング率は荷重下での伸びが小さいことを意味します。

  • 破断時伸び： 破断するまでに材料が受けるひずみ（伸びのパーセンテージ）です。HT-PLAは破断するまでの伸びが3％未満で、ナイロンやTPUと比べて硬く脆い材料です。

  • 曲げ（屈曲）強さ： 曲げられたときに破断するまで材料が耐えられる応力です。HT-PLAでは面内で約66–74 MPaに達し、良好な剛性を反映しています。

  • 曲げ弾性率（屈曲弾性率）： ヤング率に類似しますが、引っ張りではなく曲げ荷重下で測定されます。これにより梁や荷重支持部品の剛性を予測できます。

  • 切欠きチャーピー衝撃強さ： サンプルが突然の衝撃から吸収できるエネルギー量を測定します。HT-PLAは約4–5 kJ/m²の値を示し、ABSやPCブレンドのような衝撃改良グレードと比べると控えめです。この試験は脆さや靭性を明らかにします。

印刷および加工データ

TDSには通常、推奨印刷条件が含まれます：

  • ノズル温度： HT-PLAの場合210–230°C

  • ベッド温度： 25–60°C

  • 乾燥の要否： 湿気を吸収している場合は60°Cで6時間

  • 印刷速度： 最大300 mm/sまで

  • アニーリング： 80–90°Cで30分間は結晶化を促進しHDTを改善する

これらの注意事項は記載された特性を達成するために重要です。これらのパラメータ外で印刷された材料は大幅に強度や安定性が低下する可能性があります。

SDSと化学耐性

この文書は SDS（安全データシート） 化学的安全、保管、廃棄、および取り扱い上の危険性について詳述します。表にはしばしば材料の酸、アルカリ、油への耐性が含まれます。例えば、HT-PLAは次のように記載しています：

  • 油やグリースに対して良好な耐性

  • 強酸に対しては耐性が低い

  • アルカリに対しては可〜不可の耐性

これは化学曝露が問題となる環境での適合性を判断するのに役立ちます。

TDSとSDSの併用

  • を使用して、材料の機械的および熱的特性が部品の要件に適合するかを判断します。 TDS（製品技術資料） を使用して、フィラメントを安全に使用、取り扱い、保管する方法を判断します。

  • を使用して、材料の機械的および熱的特性が部品の要件に適合するかを判断します。 SDS（安全データシート） 両方の文書に記載された技術基準の解釈を学ぶことで、フィラメントの挙動を用途に合わせて一致させ、材料をより賢く選択し、3D印刷部品が実際にどのように性能を発揮するかを予測できます。

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