造形後に温めれば、形の変更も復元も自由自在！医療用ギブスも簡単に制作できる、3Dプリンター用「形状記憶ポリマーフィラメント」の造形レポートが公開

「形状記憶ポリマーフィラメント」は、体への安全性が認められたこともあり、医療業界を中心に導入が加速しています。レポートでは、ギブスとして使えるリストバンドの造形テストの内容を掲載。造形後は、お湯で柔らかくすることで形状を調整できるため、手首にピッタリ合ったギブスが完成しました。

企業・教育機関向け3Dデジタルソリューションの提供などを手がける日本3Dプリンター株式会社（本社：東京都江東区、代表取締役：北川士博）は、2022年3月24日（木）、プラスチック製品の製造販売を行なうキョーラク株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役社長：長瀬孝充）と形状記憶ポリマーの研究開発技術に強みを持つ株式会社SMPテクノロジーズ（本社：東京都渋谷区、代表取締役社長：林俊一）が共同開発した、3Dプリント後に形状を自在に変えられる「SMPフィラメント」を用いた造形テストのレポートをリリースしました。

▼「造形後に熱を加えることで自由に形を変えたり、元に戻せるフィラメント！」（日本3Dプリンター株式会社運営公式ウェブサイト「Raise3D（レイズ3D）」「フィラメント技術レポート」ページ）https://raise3d.jp/archives/reports/8315

■医療業界での導入が急速に進む、体への安全性も認められた形状記憶フィラメント

「SMPフィラメント」とは、形状記憶ポリマー（Shape Memory Polymer）をフィラメント化したもの。最大の利点は、お湯やドライヤーを使い55℃前後で温めると柔らかくなるので、造形物の形状を自在にカスタマイズできる点にあります。

近年「SMPフィラメント」は様々な業界で注目度が上昇していますが、特に熱い視線を送っているのが医療業界。ギブスのような、患者によって異なる形状を必要とする固定具も、最適な形状へと簡単に調整することができます。しかも、「SMPフィラメント」は生体適合性も獲得。メガネやマスクといった直接肌に触れるアイテムにも安心して使用できる素材です。また変形の容易さから、建築現場で部分形状の型取りに使いたい時などにも重宝されています。

材質はポリウレタン樹脂のため、フィラメントの種類としてはTPU（熱可塑性ポリウレタン）に該当。硬度はPolyflexなどのフレキシブル樹脂よりも遥かに硬く、PLA（ポリ乳酸）に近いのが特徴です。

■造形時間の短縮や材料の削減にも貢献する、形状記憶フィラメント

一般的に3Dプリンターで立体物を作る場合、複雑な形状だとサポートが多用になるため、1個の造形で大量の材料と時間がかかってしまうことがあります。「SMPフィラメント」ならば、サポートがほとんど必要ない平らな板状のモデルを造形して、後から熱を加えて立体物を作成することが可能。造形時間が大幅に短縮できるのはもちろん、材料の節約にもなります。

「SMPフィラメント」にはいくつかの注意点もあります。形状記憶効果は温度が50～60℃前後であることが必須。そのため、それよりも高い温度や沸騰したお湯に浸した場合、記憶されていた形状がリセットされ、造形時の形状に戻すことができません。また、変形させる際にはヤケドに注意が必要です。さらに、造形物の形状や厚みによっては正確な復元が難しい場合もあります。

■造形後、お湯で柔らかくすることで、手首の形状にピッタリ合ったギブスが完成

日本3Dプリンター株式会社では、「SMPフィラメント」の使い勝手の良さを広く知ってもらいたいと、このたびレポートを掲載。後加工で形状を変えていくのに適したアイテムである、手首を固定する「リストバンド」の造形テストの模様をお伝えしています。

テストの結果、造形は順調に進み、プラットフォームへの定着性についても問題は見られませんでした。ただし、フィラメントがクリアなのでフィラメントセンサーが誤作動する可能性があることから、「SMPフィラメント」を使う際は事前にセンサーをOFFにする方が確実であるということがわかりました。平らな板状に造形した完成品は、多少の糸引きとバリがあったものの、反りやノズル詰まりはなく、簡単に造形することができました。