PC-CF(炭素繊維入りポリカーボネート):密度と選ぶべき場面

密度: 1.22 g/cm³ノズル温度: 270–300°Cベッド温度: 100–120°C

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PC-CFは、刻み炭素繊維で強化したポリカーボネートで、広く入手可能なFDMフィラメントの中でも最高クラスの剛性と耐熱性を持つ材料の一つです。ポリカーボネートの高い荷重たわみ温度と炭素繊維の剛性を兼ね備えており、負荷のかかる治具やアルミの代替パーツで人気の選択肢です。

主な特性

項目	値
密度	≈1.22 g/cm³
ノズル温度	270–300°C
ベッド温度	100–120°C
パーツ冷却	オフ
収縮	PC系の中では低い
エンクロージャーの要否	必要

使うべき場面

高温環境で使用し最大限の剛性が求められる治具・冶具。
比剛性が重要な場面での、アルミを代替する軽量構造パーツ。
熱源近くで機械的負荷を受けるブラケットや電子機器の筐体。
反りのない大型パーツの正確な寸法再現性が重要な試作。

他の材料を検討すべき場面

真鍮ノズルしか手元にない場合 — 炭素繊維はすぐにノズルを摩耗させるため、摩耗の少ない代替としてPC-GFを検討する。
剛性よりも耐衝撃性が必要な場合 — 強化により材料は脆くなるため、純粋なPCやPC-ABSの方が衝撃に強い。
さらに高い耐熱性が必要な場合 — 極端な要件ではPEI(Ultem)やPEEKを検討する。

メリットとデメリット

メリット: カタログ中のPC系材料の中で最高の剛性と耐熱性、強化材により反りが最小限、良好な強度対重量比、追加加工なしで美しいマット表面。

デメリット: ノズルへの摩耗が非常に大きく、常用するなら焼き入れノズルが必須、無充填ポリカーボネートより脆い、高い印刷温度によりエンクロージャーと加熱ベッドが必須、通常のPCよりフィラメント単価が明らかに高い。

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原価への影響

PC-CFはコスト要因が二重になる — ポリカーボネートベースの高い印刷温度(エネルギーコストとエンクロージャーの必要性)と、炭素繊維の摩耗性が真鍮ノズルをすぐに削る点だ。この材料を常用するなら焼き入れノズルはオプションではなくほぼ必須の経費項目になる。一方で低い収縮率は、純粋なPCに比べ大型パーツの不良率を下げ、この剛性が本当に必要な用途ではフィラメント単価の高さを部分的に相殺してくれる。