3Dプリントにおけるアセトン平滑化によるABSの強度向上方法

ABS樹脂で作ったプリントの仕上げによく使われるテクニックの一つに、「アセトン・スムージング」があります。これは、プリントをアセトンのミストにさらすことで、滑らかで光沢のある表面を作り出すというものです。また、厄介な層状の線を目立たなくさせる効果も非常に高く、プリントがより洗練された仕上がりになります。正直なところ、少しの蒸気療法で、粗いプリントが光沢のあるものに変わるのを見るのは、なかなか満足感があります。

アセトンはABS樹脂を溶解するため、出力物をアセトンミストに適量吹き付けると、外層が柔らかくなり始めます。この作業を適切に行えば、シルクのような滑らかな表面が得られますが、少々危険な作業です。放置時間が短すぎると、層状の線が目立ちます。放置時間が長すぎると、細かい部分が溶けてしまったり、出力物の一部が完全に破壊されたりするリスクがあります。

アセトンは基本的に表面を溶かすため、プリントの構造強度にも影響を与えます。これは特に機能部品においては大きな問題です。一部の層を溶かすと、プリントの特定の方向は強くなる一方で、他の方向は弱くなることが判明しました。これは、平滑化後に垂直方向の力（層を引き離そうとする力）は抵抗が強くなる傾向があるのに対し、層に平行な力はプリントを破損させやすくする可能性があるという考え方です。したがって、強度が重要な場合は、平滑化の際にプリントの向きを考慮する必要があります。

アセトンによる平滑化により ABS の強度は変化しますか?

ここからが少しややこしいところです。アセトン処理をすると表面が密閉され、応力点が減るので、ABSが自動的に強化されると考える人が多いようです。奇妙なことに、これはある意味本当です。マイケル・グラハム氏の研究によると、この処理によってABSの引張強度が約31%向上しますが、これは層に垂直な方向のみに効果があります。逆に、層に平行な力に対しては、印刷物が約9%弱くなるのです。確かに、ちょっと奇妙ですね。

つまり、実際的な観点から言えば、プリントするパーツが層に対して垂直な力、例えば横からの引っ張りや張力などを受けると予想される場合、平滑化は層をより強固に結合させ、微小な亀裂を減らすため、効果的です。しかし、力が層線に対して平行な場合、平滑化後、製品はむしろ脆弱になる可能性があります。不思議に思われるかもしれませんね？だからこそ、パーツがどのように使用され、どのように配置されるかを把握しておくことは非常に重要なのです。

正直なところ、アセトン蒸気を使った最初の試みは、状況によっては少し当たり外れがあります。さっと試しただけで完璧に仕上がることもあれば、ひどい結果になってしまい、さらに微調整が必​​要になることもあります。Windowsは当然ながら、必要以上に複雑にしてしまうからです。念のため言っておきますが、初めて試す場合は必ず小さなテストピースから始めてください。