MEX方式3DプリンターでLCP造形―― 射出成形品を超越する性能を実現するNEMATXの技術力とは：PR

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⁠新たなものづくりのソリューションの1つとして、積層造形または付加造形とも呼ばれる3Dプリンティング技術が注目を浴びています。ポリプラスチックスは、長年にわたる液晶ポリマー樹脂LAPEROS® LCP（以下、LCP）の製造販売で培った技術を応用し、NEMATX AG社との提携によるLCPの3Dプリンティング技術を開発しました。この技術は金型不要で、物性・機能・耐久性などの予備評価にも適用でき、製品開発サイクルの短縮に貢献します。

今回はわれわれの共同開発先であるNEMATXに、MEX方式3DプリンターでLCP造形する技術やメリットについて話を聞きました。

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⁠――NEMATXが開発したLCPの3Dプリント技術について、どのような背景で生まれたのか教えていただけますか？
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NEMATX ：私たちNEMATX AGは、スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH Zurich）からのスピンオフとして2020年に設立されたスタートアップ企業です。ETHで培われた研究成果をもとに、産業用途に耐えうる3Dプリンティング技術の実用化を目指しており、特にLCPという高性能樹脂の活用に注力しています。これまでの材料押出法（MEX）式の3Dプリントでは、ABSやPLAといった汎用樹脂が主流で、製品試作や簡易な部品作成には向いていましたが、射出成形以上の強度や耐久性を求めるには課題がありました。LCPは非常に優れた材料特性を持つ一方で、MEX方式3Dプリントの製法には向かず、適用が進んでいませんでした。私たちはそこに挑戦し、プリントプロセスと材料挙動の両方を最適化することで、ついに実用レベルに到達しました。
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⁠――LCPは確かに高性能な材料として知られていますが、なぜ3Dプリントには不向きとされてきたのでしょうか？　また、それをどのようにして克服されたのですか？
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NEMATX ：LCPは、溶融状態から冷却される際に急速に固化するという特性を持っています。この特性は射出成形には適しているものの、従来のMEX方式では、層間の密着性が低下しやすく、十分な強度を得ることが困難でした。また、プリント中に樹脂が均一に配向しにくく、材料本来の特性を十分に発揮できないという課題がありました。
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⁠私たちの「NEMATX 3Dプリンティング技術」は、まずノズルの動作精度と速度を高め、LCPをプリント方向に強く配向させることに成功しました。さらに、プリントヘッドと材料供給の動作を緻密に制御することで、分子レベルでの配列制御も行っています。これにより、造形物の層間密着性と寸法精度が大きく向上し、従来では不可能だった高性能部品の造形を実現しています。

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――その技術が搭載された3Dプリンターが「NEX01」ですね。具体的な特徴を教えていただけますか？
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⁠NEMATX ：はい、NEX01は私たちの主力製品で、MEX方式をベースにしていますが、一般的なMEX方式3Dプリンターとは全く異なるレベルの精密性と構造を持っています。

プリント時にノズルが高速かつ精緻に動作することで、樹脂を非常に薄く、正確に積層できます。このプロセスにより、LCPは自然にプリント方向に配向しやすくなり、配向方向において非常に強い機械的特性が生まれます。実際、ミクロン単位での寸法精度を持つパーツの製造が可能で、産業レベルでの量産に必要な基準を十分にクリアしています。
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――プリント条件や設計次第では、射出成形品以上の性能も出ると伺いました。それは本当でしょうか？
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NEMATX：私たちはプリント設計──つまり造形時の積層方向や厚み、速度、ノズル温度などを含めたプロセス条件の最適化を適切に行うことで、LCPの特性を最大限に引き出すことができます。とりわけ、薄く積層すればするほど分子配向が強くなり、部品の強度や弾性率が向上します。その結果、従来の射出成形品を調節する性能を持つ部品も製造することが可能となりました。
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――具体的には、どのような部品に応用されていますか？
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NEMATX：例えばCPUソケット、コネクタ、ビア付き基板など、精密性と強度が求められる電子部品への活用が進んでいます。加えて、航空宇宙業界でも高強度かつ軽量な部品を製造できるという点で関心が高まっており、既に採用が始まっています。また、医療分野でも複雑な形状を少量生産できるという利点から、カスタム器具などの用途での展開が見込まれています。これらはすべて、金型レスでの試作や実機評価ができるという3Dプリントならではのメリットによるものです。
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⁠――将来的にはどのような方向に展開していくお考えでしょうか？
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NEMATX：ポリプラスチックス社のCAEツール「練成解析®」と組み合わせることで、設計段階から最終製品に至るまで、一貫した最適化に取り組んでいます。この開発の延長には、金型レス試作の実現なども視野に入れています。

今後は、LCPのさらなるグレード開発と用途拡大に注力し、自動車レースのような過酷な条件下での部品製造、医療・バイオ用途など、さまざまな分野での活用を見据えています。最終的には、LCP 3Dプリンティング技術を、次世代の製造スタンダードとして確立したいと考えています。
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――LCPと3Dプリンティングの融合が、これからの製造業にどのような変革をもたらすのか、今後の展開に注目したいと思います。ありがとうございました。

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