3Dプリンターにはさまざまな用途がありますが、その中で気になるのが、炎天下の車内でPLAやABS、PETGが溶けないかということ。 車内の温度はかなり高くなるため、フィラメントはそれに対応できる高い耐熱性が必要なんですね。

私は、3Dプリンターを趣味とする人たちのために、その答えを少しでも明確にし、車に3Dプリントを搭載することが実現可能かどうかを知るために、この記事を書くことにしました。

この記事では、3Dプリントしたものを車で使用する際の注意点や、おすすめのフィラメント、3Dプリントしたものの耐熱性を高める方法などを紹介していますので、引き続き最後までご覧ください。

3DプリントしたPLAは、車の中で溶けるのか？

PLAの耐熱性はかなり低く、3Dプリントに使用される他の印刷材料よりも事実上低い。

一般的に、PLAフィラメントのガラス転移温度は60～65℃の範囲にあり、この温度は、材料が剛性から、剛性で測定される溶けないが柔らかい状態になる温度であると定義されます。

世界の多くの場所では、直射日光の下にパーツが立っているか、暑い気候の地域に住んでいない限り、車内でその温度に達することはありません。

3DプリントしたPLAは、ガラス転移温度（柔らかくなる温度）である60～65℃くらいになると車内で溶けてしまいます。 暑い地域で日差しが強いと、夏場に車内でPLAが溶ける可能性があります。 涼しい地域であれば問題ないでしょう。

車の中は一般的な外気温よりもずっと高くなり、気温が20℃を記録した場合でも、車の室内温度は50～60℃まで達することがあります。

太陽がフィラメントに与える影響の度合いは様々ですが、PLAモデルのどこかが太陽にさらされたり、間接的に熱にさらされたりすると、軟化したり反ったりし始めることがあります。

ある3Dプリンターユーザーは、PLAフィラメントを使ってサンバイザーヒンジピンをプリントしたが、プリントも同様に直接太陽に当てなかったらしいと、その経験を話してくれた。

たった1日で3DプリントしたPLAピンが溶けて、完全に変形してしまったのです。

外気温が29℃を超えない気候の中で起こったことだと述べています。

内装が黒い車の場合、熱を吸収するため、通常よりもかなり高い温度が予想されます。

3DプリントされたABSは、車の中で溶けるのか？

3DプリントされたABSフィラメントの印刷温度（ABSは非晶質なので、技術的には融点がない）は、220～230℃です。

自動車に使用する部品として、より重要な特性はガラス転移温度である。

ABSフィラメントのガラス転移温度は105℃前後とかなり高く、水の沸点にすら近い。

ABSは間違いなく高熱に耐えられるので、特に車のそれだと、3DプリントしたABSが車の中で溶けることはないでしょうね。

3DプリントしたABSは、耐熱性が高いので車内で溶けることはありません。 ただし、極端に暑い場所ではその温度になることもあるので、薄い色のフィラメントを使ったほうがいいでしょう。

ABSは紫外線に弱いので、直射日光が長時間当たると、変色したり、3Dプリントがもろくなったりすることがあります。

ほとんどの場合、それほど大きな悪影響はないはずですし、車内で使用する分には、まだ本当によく持つはずです。

ABSを選んだあるユーザーは、自分の車の模型を印刷したプロジェクトで、ABSの模型は1年間長持ちしたそうです。

1年後、そのモデルは2つに割れ、2つのパーツを点検したところ、温度の影響を受けて壊れたのは数ミリ程度で、主にその1カ所だけであることに気づいた。

その上、ABSでの印刷は、特に初心者にとっては、プロセスの微調整が必要なため、難しいかもしれません。 ABSの印刷には、エンクロージャーと強力なヒートベッドがあれば、良いスタートとなります。

ABSで効率よくプリントできれば、紫外線に強く、ガラス転移温度も105℃と高いので、クルマに最適な素材と言えるかもしれません。

ASAもABSに似たフィラメントですが、直射日光によるダメージから保護するために、特定のUV耐性を持っています。

熱や紫外線の影響を受ける屋外や車内でフィラメントを使用する場合、ASAはABSと同程度の価格で購入することができ、とても良い選択です。

3DプリントしたPETGは車の中で溶けるのか？

車の中に置くようなモデルが必要な場合は、PETGの方が長持ちするはずですが、本当に車の中で溶けないとは限りません。 PETGの3Dプリンターフィラメントの融点は約260℃です。

PETGのガラス転移温度は80～95℃であり、他のフィラメントと比較して、暑い気候や極端な温度に対応するのに有効である。

これは主に高強度・高耐熱性によるものですが、ABS & ASAほどではありません。

PETGは、PLAやABSなどの他のフィラメントに比べ、紫外線に強いため、長い目で見れば、直射日光の下でも良い結果を得ることができます。

PETGは様々な用途に使用でき、車内にも置いておくことができます。

外気温が40℃を超える地域にお住まいの場合、PETGモデルが長時間車内に置いても、著しく軟化したり反ったりしないとは限りません。

もしあなたが3Dプリントの初心者で、ABSのプリントに挑戦したくないのであれば、PETGは長い間車の中で過ごすことができ、またプリントも簡単なので、とても良い選択となるでしょう。

この点については賛否両論ありますが、ガラス転移温度がかなり高いフィラメント、理想的には90～95℃付近のフィラメントを使用するようにしましょう。

ルイジアナ州という本当に暑い場所で、ある人が車内温度テストをしたところ、自分のBMWのダッシュボードがそのあたりでピークを迎えていることがわかりました。

自動車に使用するのに最適なフィラメントは？

耐熱性、耐紫外線性に優れたフィラメントとして、ポリカーボネート（PC）フィラメントがあります。 ガラス転移温度が115℃と非常に高温に耐えることができ、暑い気候の車では95℃程度まで温度が上がることもあります。

もし、あなたが素晴らしいスプールを探しているなら、AmazonのPolymaker Polylite PC1.75mm 1KGフィラメントをお勧めします。 素晴らしい耐熱性とともに、光の拡散もよく、硬くて丈夫です。

フィラメント径の精度は±0.05mm、97％が±0.02mm以内と安定したフィラメント径が期待できますが、在庫が少なくなることもあります。

PCフィラメントなら、どんな季節でも、どんな炎天下でも、熱に負けない。

屋外での使用はもちろんのこと、高い耐熱性が求められる産業分野でも多く使用されています。

この素晴らしい品質を得るためには、通常より少し高い金額を支払うことになりますが、このような特定のプロジェクトがある場合には、非常に価値があります。 また、本当に耐久性があり、3Dプリントフィラメントの中で最も強いものの1つとして知られています。

最近はポリカーボネートの価格も下がり、1KGのロールが30ドル前後で手に入るようになりました。

3Dプリンター用フィラメントを熱に耐えるようにする方法

アニールとは、3Dプリントしたオブジェクトを高温で一定の温度に加熱し、分子の配置を変化させて強度を高めることで、通常はオーブンで行います。

3Dプリントをアニールすることで、素材が収縮し、反りにくくなります。

PLAフィラメントの耐熱性を高めるには、フィラメントのガラス転移温度（約60℃）以上、融点（170℃）未満に加熱し、しばらく放置して冷やす必要があります。

この仕事をこなすための簡単な手順は次の通りです：

• オーブンを70℃に温め、フィラメントを入れずに1時間程度閉じたままにしておくと、オーブン内の温度が均一になるそうです。
• 正確な温度計でオーブンの温度を確認し、温度がぴったりであれば、オーブンの電源を切ってフィラメントを入れる。
• フィラメントを徐々に冷やしていくことで、モデルの反りや曲がりを抑えることができます。
• 温度が完全に下がったら、モデルをオーブンから取り出します。

Josef Prusaは、3Dプリントでアニーリングがどのように機能するかを示す、素晴らしいビデオを公開しています（下記参照）。

PLAは、ABSやPETGのような他のフィラメントと比較して、アニールすると素晴らしい結果が得られます。

そのため、耐熱性を高めるためにアニール処理を行う場合は、プリントの寸法を設計してください。

3Dプリンターユーザーからは、ABSやPETGのフィラメントにも効果があるのかとよく聞かれますが、専門家は、この2つのフィラメントは非常に複雑な分子構造をしているため、不可能だと主張しています。