まずは部品の役割から考える（プリンター選びではなく）
最初に問うべきは「どのプリンターを使うか」ではなく「その部品に何を求めるか」です。見た目の良さ、荷重への耐性、曲げへの追従、耐熱性、あるいは耐薬品性といった用途が、材料の系統をまっすぐ指し示します。造形方式を検討するのは、その後で十分です。
CNC加工ならほぼどんな中実素材でも削れますが、3Dプリンティングは液状樹脂・ポリマー粉末・フィラメントといった特定の材料に縛られます。系統を間違えると、どれだけ綺麗に造形しても部品は役に立ちません。つまり材料が主で、装置は従という順番になります。
SLA樹脂：微細なディテールと滑らかな表面
光造形（SLA）は液状の光硬化性樹脂に紫外線レーザーを当て、一層ずつ硬化させて積み上げる工法です。デスクトップ機から工業機まで、あらゆる方式の中で最も微細な形状と最も滑らかな表面が得られます。標準樹脂なら鋭いエッジや薄肉、シボ入りのマスター形状まで、他工法では潰れてしまうディテールを忠実に再現できます。
弱点は脆さです。多くの樹脂は硬いものの衝撃で割れやすく、継続荷重ではクリープが進み、屋外では黄変します。そのためSLAは外観モデル、プレゼン用サンプル、鋳造用マスター、マイクロ流体や歯科用のマスターなど、機械的負荷よりも見た目と寸法精度が優先される用途に向いています。
SLSナイロン：サポート不要の実用強度
選択的レーザー焼結（SLS）はナイロン粉末をレーザーで融着させます。周囲の未焼結粉末が部品を支えてくれるため、サポート構造を別途付ける必要がありません。PA12ナイロンは強靭で適度なしなやかさと耐薬品性を備え、スナップフィットや筐体、そのまま使えるブラケットに仕上がります。
粉体層がオーバーハングを保持するため、SLSなら複雑な形状、リビングヒンジ、薄肉ダクトといった他工法ではサポートが必須になる形状も自在です。ガラスやアルミを充填したナイロンなら剛性や熱たわみ温度をさらに高められ、機能試作から小ロット生産までを担う主力工法になります。
FFFフィラメント：ABS・PLA・PETG
熱溶解積層法（FFF、通称FDM）は熱可塑性フィラメントを溶かし、ストランドを一本ずつ積み重ねます。PLAは手軽で低コストな外観モデル向けの入門材料、ABSは靭性と耐熱性を上乗せ、PETGは強度・耐薬品性・造形のしやすさのバランスに優れ、機能部品に向きます。
FFFは最も入手しやすく安価な工法ですが、積層痕が目立ち、精度は三つの系統の中で最も緩くなります。大型でディテールの少ない筐体、治具、コンセプト確認用モデルなど、表面品質よりコストとスピードが優先される案件に適しています。
TPUとフレキシブル材料
熱可塑性ポリウレタン（TPU）は、割れずに曲がり、伸び、衝撃を吸収するゴム状の部品を造形できます。ショア硬度は柔らかいゲル状から半硬質まで幅広く、グリップ感やクッション性、シール性を造形物そのものの中で設計者が調整できます。
スマホケース、ガスケット、防振ダンパー、ウェアラブルのストラップ、ソフトタッチのグリップなど、硬質プラスチックでは破綻する箇所に使います。FFF機でも条件を根気強く合わせれば造形でき、専用フィラメントとしても流通しており、繰り返しの屈曲には硬質樹脂よりはるかに長持ちします。
PEEKと高耐熱ポリマー
ポリマーの頂点に位置するのがPEEK、PEKK、ULTEMです。いずれも200℃を超える連続使用温度に耐え、強い薬品にも侵されず、航空宇宙・医療の認証にも対応します。軽量性と耐熱性が同時に求められる用途で金属を置き換えます。
ただし高温チャンバーを備え、温度を厳密に管理できるプリンターが必要で、材料価格も割高です。そのため半導体用治具、航空機用ブラケット、滅菌対応の医療機器といった真の高性能要件に限って使われ、通常の試作には向きません。
物性表の読み方：力学・熱・薬品
どの材料にも適性を決める数値が公表されています。引張強さ・曲げ強さ、破断伸び、ガラス転移点と融点、耐薬品性などです。高精細だが脆い樹脂と靭性の高いナイロンでは、衝撃強さが一桁違うことも珍しくありません。
数値は必ず実際の使用条件に照らして読んでください。机上に置くだけの部品なら剛性と見た目で十分ですし、毎日開閉するクリップなら高い伸びと疲労強さが要り、熱源に近いブラケットなら高い熱たわみ温度が要ります。材料を決めるのはカタログの謳い文句ではなく、荷重条件です。
サポート、設計自由度、異方性
工法が変わると設計の自由度も変わります。SLAとFFFはオーバーハングにサポートが必要で、跡が残り、後工程の時間も食います。一方SLSはサポート不要なので、閉じた空洞や嵌め合い部品もきれいに造形できます。複雑な機能形状でSLSが選ばれる理由はここにあります。
なお造形したプラスチックは多かれ少なかれ異方性を持ち、面内方向が最も強く、層をまたぐ方向が最も弱くなります。最も弱い方向が主荷重と一致しないように部品の向きを決め、FFFでは剛性が必要な箇所の壁数とインフィルを高めに保ってください。
後加工と表面仕上げ
造形したての部品がそのまま出荷されることはまずありません。SLAはサポート除去とUV二次硬化が必要で、その後に研磨・下地処理・塗装で高光沢まで仕上げられます。SLSはブラストで付着粉末を落とし、染色や平滑化で見た目を整えます。
FFFは積層痕が出るため研磨や溶剤によるスムージングが要り、TPUは通常そのまま使います。見積もりには仕上げ工数を必ず織り込んでください。素の造形は安くても、見せられる表面にするための手間を加えると一気に高くつくからです。
コスト・リードタイム・ロット数の兼ね合い
経済性を決めるのは材料単価と造形スピードです。単発の急ぎ品ならFFFが最安、SLAは手頃なコストでディテールを足し、SLSは装置・粉末のコストこそ高いものの一度に多数を並べられるため、ロットが増えるほど一個あたり単価が急速に下がります。
試作が一個なら、最終用途に最も近い材料を、それを満たす最も安い工法で作るのが正解です。数十〜数百個の同じ機能部品なら、サポート作業と不良ロスを勘定に入れるとSLSナイロンが総コストで最安になるケースが多くなります。
選定チェックリストとFabProtoの材料提案
用途で絞り込みましょう。見た目と微細ディテールならSLA樹脂、実用強度と複雑形状ならSLSナイロン、低コストで大型ならFFF、柔軟性ならTPU、耐熱・耐薬品ならPEEKかULTEMです。話題性ではなく、荷重に材料を合わせるのが原則です。
FabProtoはSLA・SLS・FFFを同一拠点で運用し、一般的な樹脂・ナイロン・TPUグレードを常備しています。3Dデータと使用環境をお送りいただければ、最適な材料と工法をご提案し、仕上げまで含めたお見積もりと、量産前に手で確かめられる試作品をご用意します。