【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23YG0064
利用課題名 / Title
３Dプリンタフィラメントの物性解析
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
３Dプリンタ, ABS, フィラメント, プラスチック,成形/ Molding,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology,3D積層技術/ 3D lamination technology,コンポジット材料/ Composite material,3D積層技術/ 3D lamination technology,コンポジット材料/ Composite material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
平林 俊竜
所属名 / Affiliation
山形大学工学部システム創成工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
3D プリンタは、3D モデルデータをもとにスライスされた 2 次元像を積層させて立体モデルを制作する機械である。3D プリンタにはいくつかの種類があり、中でも熱溶解積層法(FDM 方式)は種々の製品に用いられている樹脂であるポリ乳酸（PLA）や ABS 樹脂を用いた造形が行えることを特徴とする。PLA は造型性に優れている一方、耐熱性や後処理のしやすさに劣る。ABS 樹脂は耐熱性に優れ、後処理も容易であるが、非常に反りやすいという欠点を有している。ABS 樹脂の反りを低減させるためには、耐熱性を犠牲にして可塑剤が利用されている。そこで、本研究では、FDM 方式で用いられる ABS 樹脂フィラメントに焦点を当て、造型時に発生する反りを防ぎつつ、耐熱性を維持するためにタルクを混合した新しい 3D プリンタ用の ABS 樹脂フィラメントを開発することを目指した。
実験 / Experimental
３Dプリンタ用のABSフィラメントに種々のフィラーを混在させた材料について、ツインドライブ型レオメータ (Twin-drive rotational rheometer、設備ID：YG-001)を用いて240℃を基準に粘弾性の物性評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1にタルクの有無および市販のABS樹脂の粘弾性の測定結果を示す。サンプル１が市販ABS、サンプル２がABS開発品、サンプル３がABS開発品＋タルク複合体である。今回用いたABS樹脂サンプル２は市販品サンプル２に対して比較的ゴム成分が多く、低周波数側で貯蔵弾性率に平坦部分が観測された。タルクを混ぜることでさらに低周波数領域の貯蔵弾性率が向上した。一方で、延伸測定により、タルクにより材料が固くなる傾向も見られている。現在、これらのサンプルの3Dプリンタでの印刷特性の評価を行っている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ フィラー添加ABSの240℃における動的粘弾性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 平林俊竜 山形大学工学部高分子有機材料工学科 卒業研究発表会 R6.2.14．
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件