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レジンとは?|3Dプリンターで使われる光硬化性樹脂の種類・特徴を解説

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レジン(Resin)とは、一般的に樹脂・樹脂材料を意味する言葉です。

3Dプリントの分野では、主に光を照射することで硬化する液体状の光硬化性樹脂を指すことが多く、光造形方式の3Dプリンターで使用されています。

液体状のレジンに紫外線などの光を照射すると、レジンが硬化して固体になります。

この性質を利用して、

液体レジン

光を照射

一層ずつ硬化

3Dモデルを積層

立体物が完成

という仕組みで3Dプリントを行います。

レジンを使用する3Dプリンターには、

  • SLA
  • DLP
  • LCD

などの光造形方式があります。

光造形方式は、FDM方式などと比較して、細かな形状や複雑なデザインを高精度に造形しやすいことが特徴です。

そのため、

  • 精密試作
  • フィギュア
  • 模型
  • デザインモデル
  • 小型部品
  • 医療模型
  • ジュエリー原型
  • 精密パーツ

など、幅広い用途で利用されています。


レジンは何に使われる?

3Dプリントで使用されるレジンは、主に光造形方式の3Dプリンターで使用されます。

代表的な用途には、

  • 試作品
  • デザイン確認
  • 精密模型
  • フィギュア
  • 模型
  • 小型部品
  • 医療模型
  • ジュエリー原型
  • マスターモデル

などがあります。

特に、細かなディテールや複雑な形状を再現したい場合に適しています。

例えば、フィギュアの顔や髪の毛、細かな装飾など、微細な形状を持つモデルの造形にレジンが使用されることがあります。


レジンを使った3Dプリントの仕組み

レジンを使用する3Dプリンターでは、液体状のレジンを光で硬化させながら、立体物を少しずつ作っていきます。

一般的には、

① レジンをタンクに入れる

液体状のレジンを3Dプリンターにセットします。

② 光を照射する

紫外線などの光を照射して、レジンを硬化させます。

③ 一層分を造形する

3Dモデルの断面形状に合わせて、レジンを硬化させます。

④ 次の層を造形する

造形プラットフォームを移動させ、次の層を積み重ねます。

⑤ 繰り返し積層する

何層も積み重ねることで、3Dモデルが完成します。

⑥ 洗浄・二次硬化

造形後に余分なレジンを洗浄し、必要に応じて追加の紫外線照射による二次硬化を行います。


レジンを使う3Dプリンターの種類

レジンを使用する3Dプリンターには、いくつかの方式があります。

SLA

SLA(光造形)は、レーザーなどの光源を使用して液体レジンを硬化させる方式です。

高精度な造形に適しており、試作品や精密モデルなどに利用されています。


DLP

DLPは、プロジェクターのような光源を使用して、一層分の形状をまとめて硬化させる方式です。

細かな形状を造形しやすく、造形速度にも優れています。


LCD

LCD方式では、液晶ディスプレイを利用して紫外線を制御し、レジンを硬化させます。

比較的安価な装置にも採用されており、ホビー用途から業務用途まで利用されています。


レジンの種類

3Dプリント用レジンには、用途に応じてさまざまな種類があります。

代表的なものには、

  • スタンダードレジン
  • ABSライクレジン
  • 高靭性レジン
  • 耐熱レジン
  • 透明レジン
  • キャスタブルレジン
  • キャストレジン
  • フレキシブルレジン
  • エンジニアリングレジン
  • 医療・歯科用レジン

などがあります。

それぞれ、強度や柔軟性、耐熱性、透明性などの特性が異なります。

そのため、3Dプリントする製品の用途に合わせて材料を選択することが重要です。


スタンダードレジンとは?

スタンダードレジンは、一般的な3Dプリントに使用されるレジンです。

細かな形状を比較的きれいに再現しやすく、デザイン確認用のモデルや外観確認用の試作品などに利用されます。

例えば、

  • デザインモデル
  • モックアップ
  • 模型
  • フィギュア

などに適しています。

ただし、一般的なスタンダードレジンは、実際の製品に使用される樹脂部品と比較すると、衝撃や繰り返し荷重に弱い場合があります。


ABSライクレジンとは?

ABSライクレジンとは、ABS樹脂に近い強度や靭性を目指して設計された3Dプリント用レジンです。

一般的なスタンダードレジンよりも割れにくく、機能試作や部品試作などに利用されます。

例えば、

  • ケース
  • カバー
  • 筐体
  • 治具
  • 機構部品

などの試作に活用されます。

ただし、「ABSライク」という名称は、必ずしも一般的なABS樹脂とまったく同じ物性を持つことを意味するものではありません。

実際の強度や耐久性は、使用する材料や造形条件によって異なります。


高靭性レジンとは?

高靭性レジンは、通常のレジンよりも割れにくさや衝撃への強さを高めたレジンです。

試作品や機能確認用部品など、ある程度の強度が必要な用途に利用されます。

例えば、

  • 可動部品
  • 筐体
  • 試作部品
  • 治具

などに使用されます。


耐熱レジンとは?

耐熱レジンとは、高い温度環境で使用することを想定した3Dプリント用レジンです。

通常のレジンよりも高い耐熱性を持つよう設計されています。

例えば、

  • 高温環境用の試作品
  • 治具
  • 金型用モデル
  • 熱を使用する工程の確認用部品

などに利用されます。

ただし、耐熱温度は材料によって大きく異なります。

そのため、実際の使用環境に合わせて、材料メーカーが公表する耐熱温度や熱変形温度などを確認することが重要です。


透明レジンとは?

透明レジンとは、透明または透明に近い外観を得られるよう設計されたレジンです。

内部構造を確認したいモデルや、透明な外観が必要な試作品などに利用されます。

例えば、

  • 透明カバー
  • レンズ形状のモデル
  • 流路確認用モデル
  • デザインモデル
  • 透明試作品

などに使用されます。

ただし、3Dプリント直後の造形品は、完全なガラスのような透明感が得られるとは限りません。

表面の積層や微細な凹凸によって光が散乱するため、研磨やコーティングなどの後加工によって透明度を高める場合があります。


キャスタブルレジンとは?

キャスタブルレジンは、鋳造工程で焼却・除去しやすいよう設計されたレジンです。

ジュエリーやアクセサリーなどの原型製作に利用されます。

3Dプリンターで原型を作成し、その後、鋳造工程へつなげることができます。

このような製造方法は、ロストワックス鋳造などと組み合わせて利用されることがあります。


フレキシブルレジンとは?

フレキシブルレジンは、柔軟性を持つように設計されたレジンです。

通常の硬質レジンと比較して、曲げたり変形させたりできる場合があります。

例えば、

  • 柔軟な試作品
  • パッキン形状
  • ゴムライクモデル
  • 柔軟部品の検証

などに利用されます。

ただし、一般的なシリコンゴムやゴム材料と同じ性能を持つわけではないため、実際の用途に応じて材料を選ぶ必要があります。


レジンと樹脂の違い

「レジン」と「樹脂」は、広い意味では非常に近い言葉です。

樹脂とは、プラスチックなどを含む高分子材料を広く指します。

一方、3Dプリントの分野では「レジン」という言葉が、特に液体状の光硬化性樹脂を指して使われることがあります。

例えば、

レジン

→ 光を照射すると硬化する液体材料

ABS・PP・PA

→ 主に固体の熱可塑性樹脂材料

というように、3Dプリント方式によって材料の状態や硬化方法が異なります。

ただし、「レジン」という言葉は3Dプリント以外でも使われるため、文脈によって意味が異なる点には注意が必要です。


レジンとABSの違い

レジンとABSは、どちらも3Dプリントに使用される材料ですが、材料の性質や造形方式が異なります。

比較項目 レジン ABS
主な造形方式 SLA・DLP・LCD FDM
材料状態 液体 フィラメント
硬化方法 光で硬化 加熱して溶融・積層
表面品質 高い 積層痕が出やすい
微細形状 得意 造形条件による
強度 材料による 比較的高い
後処理 洗浄・二次硬化 サポート除去など

レジンは、高精細な造形や複雑な形状に適しています。

一方、ABSは、強度や耐久性を必要とする部品などに利用されます。


レジンとPA・ナイロンの違い

PA(ポリアミド、ナイロン)は、SLSやMJFなどの粉末焼結方式でも使用される代表的な3Dプリント材料です。

レジンと比較すると、

レジン

→ 高精細・滑らかな表面・微細形状

PA

→ 強度・靭性・機能部品

という特徴があります。

そのため、

外観確認用モデル

→ レジン

機能試験用部品

→ PA

というように、目的に応じて使い分けることがあります。


レジンと3Dプリント後の後加工

レジンで造形した製品は、造形後に後加工を行うことがあります。

代表的な後加工には、

  • 洗浄
  • 二次硬化
  • サポート除去
  • 磨き
  • 研磨
  • 塗装
  • コーティング

などがあります。

特に高品質な外観が必要な場合は、表面を研磨して積層痕を目立たなくしたり、塗装やコーティングを行ったりすることがあります。

透明レジンの場合は、研磨や透明コーティングによって、より高い透明感を目指すこともできます。


レジンで3Dプリントする際の注意点

レジンを使用した3Dプリントでは、次の点に注意が必要です。

材料によって特性が異なる

レジンには多くの種類があり、強度、耐熱性、柔軟性などが異なります。

造形後の処理が必要

造形後は洗浄や二次硬化などが必要になる場合があります。

紫外線による影響

材料によっては、長期間の紫外線 exposure によって物性や外観が変化する可能性があります。

長期使用では注意が必要

一般的な光造形レジンは、用途によっては長期間の機械的負荷や環境条件に適さない場合があります。

用途に合った材料選定が重要

見た目を重視するのか、強度を重視するのか、耐熱性を重視するのかによって、適したレジンは変わります。


レジンを使った3Dプリントに向いているもの

レジンは、次のような用途に適しています。

精密な試作品

細かな形状や微細なディテールを確認する試作品に適しています。

フィギュア・模型

複雑な形状や細かな造形を再現できます。

デザインモデル

製品の外観やデザインを確認するモデルに利用できます。

小型精密部品

細かな形状が必要な小型部品に適しています。

透明試作品

透明レジンを使用することで、透明部品の試作も可能です。

ジュエリー原型

キャスタブルレジンを使用して、鋳造用原型を作ることもできます。


レジンとは?まとめ

レジンとは、一般的には樹脂を意味する言葉ですが、3Dプリントの分野では、主に光を照射することで硬化する液体状の光硬化性樹脂を指します。

SLA・DLP・LCDなどの光造形方式の3Dプリンターで使用されており、

  • 高精細な試作品
  • フィギュア
  • 模型
  • デザインモデル
  • 精密部品
  • 透明モデル
  • ジュエリー原型

など、幅広い用途に利用されています。

レジンには、

  • スタンダードレジン
  • ABSライクレジン
  • 高靭性レジン
  • 耐熱レジン
  • 透明レジン
  • キャスタブルレジン
  • フレキシブルレジン

など、さまざまな種類があります。

そのため、3Dプリントでは、

「何を作るか」

「どの程度の強度が必要か」

「どの程度の精度が必要か」

「透明性が必要か」

「耐熱性が必要か」

などを考慮して、適切なレジンを選択することが重要です。

また、レジンによる3Dプリントでは、造形後に洗浄・二次硬化・サポート除去・磨き・研磨・塗装・コーティングなどの後加工を行うことで、より高品質な製品に仕上げることができます。

アリエルでは、光造形(SLA)をはじめとする3Dプリントによる試作品・模型・精密部品の製作から、透明レジン、ABSライク、高靭性、耐熱など用途に応じた材料選定、磨き・研磨・塗装・コーティングなどの後加工まで、3Dプリント製品の製作をサポートしています。

 

「高精細な試作品を作りたい」「透明な樹脂モデルを作りたい」「レジンでフィギュアを製作したい」「3Dプリント後に磨きや塗装まで行いたい」など、用途や目的に合わせて適切な材料と造形方法を選択することが重要です。

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