TPUフィラメント:硬度、設定、AMS対応

TPUは実際に何に使われますか？

TPUは弾性の高い柔軟なフィラメントで、造形した部品は伸びてから元の形に戻れるため、スマートフォンケース、靴底、ガスケット、衝撃を伝えるのではなく吸収させたい部品によく選ばれます。PLAやPETGと違って、難しさは温度よりも、ノズルに届く前から変形しやすいフィラメントを機械的にどう扱うかにあります。

この挙動が、このページで取り上げる固有の設定の大半を説明しています。速度を落とすこと、フィラメントの経路を短くすること、リトラクションに細心の注意を払うことです。

典型的なプロジェクトは、落下に強いスマートフォンケース、エンクロージャー用のカスタムガスケット、何千回も曲がる必要があるヒンジ、靴底の試作などです。これらはいずれも標準的なFDMプリンターでできないことはありませんが、いずれも、PLAやPETGの設定を温度だけ上げて流用するのではなく、TPU専用のプロファイルから始めるほうが適しています。

ショア硬度はどれを選ぶべきですか？

TPUの硬度はショアスケールで表され、柔らかい配合には一般にA、硬い配合にはDが使われ、たとえば85A、90A、70Dのように書かれます。数字が大きいほどフィラメントは硬く、駆動系を通して送りやすくなります。

Bambu Labのドキュメントによると、安定した造形には85A以上の硬度が推奨されます。より柔らかいTPU(83A、80A)はフィード中に簡単に曲がり、詰まりや不安定な押し出しを引き起こし、同社のプリンターは85A未満の硬度のTPUに対応していません。

おおまかな目安として、約90A〜95Aのやや硬いTPUは、フィードの確実さではPETGに近い挙動を示しながら、目に見えて曲がります。それより柔らかいものは、その確実さを犠牲にして、より柔らかい感触を得る代わりに、一般的なFDM環境では安定して造形するのが難しくなります。

ウェアラブルのストラップやクッション用のインサートのように、可能な限り柔らかい感触が必要なプロジェクトでは、スプールを買う前に、対象のプリンターとそのフィーダーがその硬度に対応しているかどうかを確認する価値があります。マシンが対応する範囲を下回る硬度のフィラメントは、ほかの設定をどれだけ慎重に調整しても、詰まったり、予測できない送られ方をしたりするためです。

ダイレクトドライブ、速度、リトラクション

ユーザーやメーカーのガイドは、ほぼ一致して、調整したPLAやPETGのプロファイルではなく、専用のTPUプロファイルから始めることを勧めています。Prusament TPU 95AのPrusa Knowledge Baseは、ノズルを220〜240 °C、ベッドを55〜75 °Cとし、Nextruderのようなダイレクトエクストルーダーを備えたプリンター向けのプロファイルをあらかじめ用意しています。ダイレクトエクストルーダーは駆動ギアからノズルまでの経路を短くするため、柔軟なフィラメントが押し出される前に座屈したり、とぐろを巻いたりするリスクを減らせます。

ボーデン式エクストルーダーのマシンでは、チューブを短くするか、フィラメントの経路を補強すると、これを抑えやすくなります。いずれにせよ、造形速度を落とすことが、最初のTPUの試みで最も効果的な唯一の設定です。

フィラメントの通路とノズルの準備

Bambu LabのTPUガイドは、ノズルの使用履歴を重視しています。以前にカーボンやガラス繊維のフィラメントで使ったノズルには残留物があり、TPUをフィードするときの抵抗が増すため、開始前のコールドプルや、負荷の高い造形では新品のノズルにする価値があります。また、TPUの造形前には動的フローキャリブレーションをオフにすることも推奨しています。そのキャリブレーションは、これほど柔らかいフィラメントでは信頼できないためです。

同じドキュメントによると、TPUは湿気にも非常に敏感です。造形前の乾燥と、乾燥剤と一緒の保管で、気泡、糸引き、層間接着の低下を抑えられ、これはPETGフィラメントとよく似ています。

TPUとAMS：Bambu Labのドキュメントの内容

自動マルチカラーとの互換性は、TPUで最も誤解されている部分です。Bambu Labのドキュメントによると、AMSモジュールの中でTPUでの造形に対応するのはAMS HTだけです。TPUに使う場合、自動フィードは使わず、密閉エンクロージャーとしてのみ機能し、フィラメントは専用の排出口を通す必要があります。ほかのAMSユニット(AMS、AMS Lite、AMS 2 Pro)はTPUに対応していません。

Bambu Labが公開しているハードウェア互換性表にはさらに、A1シリーズのプリンターはTPU 85Aに対応していないが、TPU 90A、TPU 95A HF、AMS向けに作られたTPUには対応していると記されています。AMSの全ラインナップで標準の自動フィードに合わせて配合された、専用の「TPU for AMS」フィラメントもあります。買う前にフィラメントの掲載情報でこの正確な点を確認しておけば、セットするときに困ることを避けられます。

TPUはナイロンと同じくらい湿気に敏感ですか？

前に引用したBambu Labのドキュメントは、TPUをナイロンやPETGと並ぶ、湿気に非常に敏感な材料として扱っています。Prusaの自社Prusament TPU 95Aのスプール向けガイドは、その特定の材料について補足しています。長期間保管状態が悪かった場合を除いて、乾燥は通常は不要で、その場合は、造形前に60 °C(140 °F)で少なくとも4時間乾燥させ、その後は乾燥剤と一緒に密閉ボックスで保管することをPrusaは推奨しています。

この差は、乾燥の推奨が市販されているすべてのTPUスプールではなく、特定の1つのフィラメントに当てはまることを思い出させます。ショア硬度、メーカーの配合、元の包装の品質のいずれもが、特定のスプールが実際にどれだけ湿気に敏感かを変えます。数週間開封したままのスプールで迷うなら、別の原因があるかもしれない糸引きのトラブルシューティングをするより、念のため乾燥させるほうが早いです。

インフィルパターンの選択もTPU特有の役割を果たします。Prusaのインフィルパターンのドキュメントによると、完成した部品の体感的な柔軟性は、造形速度や上面層の支えとともに、パターンを選ぶときに考慮すべき基準の1つであり、この設定ではTPUが、PLAやPETGのような硬いフィラメントと一線を画しています。インフィルのガイドでは、そうしたパターン間のトレードオフを詳しく解説しています。

TPUの糸引きとにじみの解消

Bambu LabのガイドはTPUの糸引きに対して、複数の手順を示しています。複数の物体を並べて造形せず1つずつ造形してアイドル時の移動を抑え、ノズル温度を約5 °Cわずかに下げつつ速度も落とし、それでもにじみが続くならリトラクション距離を0.2 mmずつ少しずつ増やします。乾燥が不十分なフィラメントも同じ症状を引き起こすことがよくあるため、ほかをすべて調整し直す前に、まずそれを確認する価値があります。

取り外し可能なサポート材については、このドキュメントは、きれいに取り除きにくいTPU自体をサポートに使うのではなく、PLAを使うことを今も推奨しています。

出典と限界

• Bambu Lab Wiki — TPU造形ガイド
• Prusa Knowledge Base — Prusament TPU 95A 材料ガイド
• Prusa Knowledge Base — インフィルのパターン

当サイトはメーカーとコミュニティの資料を整理したもので、これらの製品を自分たちで実測したわけではありません。お使いの機種の取扱説明書が、一般的なガイダンスより優先されます。