高耐熱・高強度が求められる機能試験にはどのレジンが最適？
工学的観点から見ると、高い耐熱性と機械的強度の両方を必要とするすべての状況を1種類のレジンでカバーすることはできません。最適な選択は、試験温度、荷重モード（静的・衝撃・疲労）、および部品が数回の試験サイクルのみ耐えればよいのか、または実際の使用部品のように動作する必要があるのかによって異なります。実務では、高性能フォトポリマーシステム（産業用SLA 3Dプリンティング、DLP 3Dプリンティング、またはCLIPレジン3Dプリンティングなど）を堅牢な設計ルールと組み合わせ、必要に応じてCNC加工された熱可塑性樹脂を使用することで、機能試験のリスクを最小化します。
高温構造用レジン
およそ80〜100℃を超える機能試験では、高温対応のSLA/DLPレジンが第一候補になります。これらの材料は、高い熱変形温度（HDT）と剛性を持つよう設計されており、治具、車載用モックアップ、低圧流体部品などに適しています。標準レジンと比較して、高温環境下でも弾性率を維持しやすく、熱サイクル中の寸法変化やクリープを抑制します。
ただし、高温フォトポリマーは一般的にエンジニアリング熱可塑性樹脂より脆い傾向があります。そのため、長期的または高エネルギー衝撃・疲労試験の代替ではなく、嵌合・組立・静的荷重テスト用の代替品として使用します。薄肉や鋭角部を含む形状では、3Dプリント前にフィレットや壁厚を調整し、局所的な剛性と耐亀裂性のバランスをとるよう3Dプリンティングサービスに送付します。
荷重・衝撃対応タフレジン
40〜70℃程度の中温環境下で、クリップ、スナップフィット、繰り返し操作を伴う機能試験を行う場合、「タフ」または耐衝撃改質レジンがより適しています。PolyJetプリンティングや高度なDLP/CLIPシステムでは、破断伸びが大きく、チッピングに強い材料が利用可能です。
このカテゴリーでは、極端な性能よりもバランスを重視します。耐熱性（HDT）がやや低くても、靭性が高い材料の方が、実際の組立品では優れたパフォーマンスを示すことがあります。スナップフィットハウジング、リビングヒンジ、人間工学部品などでは、3Dプリント試作品と軽い二次加工（穴あけや仕上げ加工）を組み合わせ、試作サービスを通じて検証を行います。
エンジニアリング熱可塑性樹脂を使用すべき場合
連続使用温度が120〜150℃を超える場合、または腐食性化学物質や高荷重にさらされるような試験では、フォトポリマー樹脂の限界に達します。これらのケースでは、CNC加工によるエンジニアリングプラスチックへの切り替えを推奨します。たとえばPEEKは非常に高い耐熱性・強度・化学安定性を兼ね備え、航空宇宙、石油・ガス、そして高要求のカスタムプラスチック部品に最適です。
同様に、PEIや高耐熱ポリカーボネートグレードも、繰り返し荷重や熱サイクルが重要な用途に適しています。一般的なアプローチとしては、高温SLAで初期試作を行い形状確認を済ませた後、同一形状と公差でPEEKまたはPEIをCNC加工し、最終耐久テストを行います。
実践的な選定ガイドライン
高温機能試験向けのレジンまたはプラスチックを選定する際、通常は以下の手順を踏みます。
最大連続温度・ピーク温度および曝露時間を定義します。これにより、高温レジンで十分か、真の熱可塑性樹脂が必要かを判断します。
荷重モード（静的・繰返し・衝撃）を明確にします。高HDTレジンは静的・低サイクル荷重に適し、衝撃や疲労にはタフ系またはCNC加工プラスチックが有利です。
化学薬品、湿度、滅菌サイクルなど、環境要因を確認します。一部のレジンは溶剤や吸水に敏感です。
段階的アプローチを計画します。初期段階では高温SLA/DLPまたはDLP試作で設計検証を行い、最終段階ではCNC試作加工によるPEEK/PEI部品で最終性能確認を行います。
フォトポリマーの脆性を補うために、安全率を考慮した設計（厚肉化、R付け、応力集中の制御）を行います。
まとめると、高温・高靭性レジンは高温下での初期機能試験には非常に有効ですが、実際の稼働荷重や環境条件に近づくにつれて、CNC加工されたエンジニアリング熱可塑性樹脂の方が信頼性の高い選択肢となります。
