TPUフィラメントでオリジナルのスマホケースをプリントする方法

by Austin Chloe

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ショア硬度の選び方

まずはTPU 95Aから始めるのがおすすめです。これはセミリジッド（半剛性）な素材で、PETGと同じくらい簡単にプリントでき、スマホケースとして十分なしなりがありつつ、フニャフニャになりすぎることもありません。壁の数を2層、ギロイドインフィルを10%に設定してプリントすることで、より柔らかい質感に仕上げることができます。この組み合わせなら、プリントの手間をかけずに85Aに近い感触を得られます。

85Aはより柔らかく、グリップ力があり、市販のシリコンケースのような高級感のあるラバーの質感を実現できます。ただし、適切に調整されたダイレクトドライブ式エクストルーダーと、低速（15〜25 mm/s）でのプリントが必要です。ボーデンチューブ（フィラメント送り出しチューブ）内では、フィラメントがたわんで詰まりやすいためです。QIDI Q2のようなダイレクトドライブ搭載機を使用しており、TPUの扱いに慣れているのであれば、85Aの方がより手触りの良いケースを作れるでしょう。そうでなければ、95Aが無難です。

実際に機能するプリント設定

設定項目	95A	85A
ノズル温度	225–235°C	220–235°C
ベッド温度	50–60°C	50–60°C
プリント速度	30–50 mm/s	15–25 mm/s
リトラクション距離	0.5–1.5 mm	0.5–1.0 mm
リトラクション速度	15–20 mm/s	10–15 mm/s
積層ピッチ	0.15–0.2 mm	0.15–0.2 mm
壁の数（Wall）	2–4	2–4
インフィル	20–40%	20–40%
冷却ファン	50–80%	50–80%

プリント前に必ずフィラメントを乾燥させてください。TPUは湿気を吸収しやすく、湿ったTPUは糸引き（ストリンギング）やパチパチという破裂音、層間密着の低下を招きます。フィラメントドライヤーで50°C、4〜8時間の乾燥が目安です。他の一般的な素材の乾燥温度については、フィラメント種類ガイドで解説しています。

TPUで最大の悩みとなるのが「糸引き」です。TPUは溶融時の流動性が非常に高いため、トラベル移動中に漏れ出しやすい性質があります。対策としては、リトラクション距離を短くし（ダイレクトドライブなら1.5mm以下）、糸引きがひどい場合は温度を5°C刻みで下げ、スライサーの「コーミング」設定を有効にしてトラベル移動をプリント範囲内に収めるようにしてください。「Zホップ」を無効にするのも効果的です。

フィット感を完璧に調整する

スマホケースのフィット感は、コンマ数ミリ単位で決まります。きつすぎると取り付け時にケースの角が割れる可能性があり、緩すぎるとカタカタ動いたり外れたりしてしまいます。

スナップフィット（はめ込み式）： 片側0.2〜0.3mmのクリアランスが目安です。TPUは柔軟性があるため、硬い素材よりもきつめに設定できます。取り付け時にわずかに伸び、弾性によってスマホをしっかり保持します。

フィクションフィット（摩擦固定式）： 片側0.3〜0.5mmのクリアランス。取り付け・取り外しが容易になります。スマホを締め付けるのではなく、ケースの壁で包み込むように保持します。

私のやり方：ケースの底面5mm分だけを「テストリング」として先にプリントし、フルプリント（約2時間）に入る前にフィット感を確認します。きつすぎる場合はスライサーで「水平展開（Horizontal Expansion）」を+0.1mmし、緩すぎる場合は同様に減らします。この15分のテストプリントのおかげで、私は少なくとも6回は失敗を回避できました。

スマホ本体のサイズは必ずデジタルノギスで計測してください。GSMArenaなどのスペック値は近い数値ですが、エッジの湾曲や製造誤差があるため正確ではありません。機能的なプリントにおける公差管理については、便利な3Dプリントアイデアのページでも同様の精度を必要とするプロジェクトを紹介しています。

重要な設計のディテール

画面保護リップ

画面表面から最低1mmの高さを持たせます。これにより、画面を下にして置いたときに地面に触れるのを防ぎます。厚さ0.3〜0.5mmのガラスフィルムを貼る場合は、それも考慮して私は1.2mmのリップを設計しています。

カメラバンプ

カメラモジュール周辺には0.5〜1mmの縁取りを加え、レンズが平面に触れないようにします。開口部のエッジにベベル（面取り）を加えると、プリントの跡が目立たなくなり、見た目もすっきりします。

ボタンのオーバーレイと切り欠き

柔軟なボタンカバー（厚さ0.6〜0.8mmのTPU）を設けると、衝撃から保護しつつクリック感を得られます。単純な切り欠きの方がプリントは簡単です。私は、保護したい音量ボタンにはカバーを付け、手探りで探しやすくしたい電源ボタンには切り欠きを採用しています。

充電ポート

USB-Cポートの寸法より0.5〜1mm大きく余裕を持たせてください。ケーブルによって端子のハウジングの幅が異なるためです。開口部が狭すぎると、充電のたびにケースを削る羽目になります。

壁の厚さ

メインの壁は1.5〜2.5mm、衝撃が集中する角の部分は3〜4mmに強化します。ギロイドやハニカムインフィルを使用すると、あらゆる方向からのエネルギーを吸収できるため、落下時の保護性能が高まります。

機種別STLデータの探し方

Fusion 360で一からケースを設計するには数時間かかりますが、既存のSTLデータを探すだけなら2分で済みます。

iPhone 16 シリーズ (Victronix氏作 / Printables)：iPhone 16全モデルを網羅しており、頻繁にアップデートされています。
汎用パラメトリックケース (PeteLaric氏作 / Thingiverse)：OpenSCADを使用し、スマホの寸法を入力するだけでフィットするケースを生成できます。
3DXのスマホケース設計ガイド（英語）：壁の厚さやリップの高さなど、設計の基礎を学べます。

マイナーな機種の場合は、PrintablesやThingiverseで正確なモデル名を検索してください。見つからない場合は、上記のパラメトリックOpenSCADケースから始めるのがベストです。一般的なフィラメントコレクションから、好みのTPUを探してみてください。

カスタマイズのアイデア

ここが自作の醍醐味です。市販のケースにはない自分だけの機能を盛り込めます。

浮き出し文字やロゴ： 表面から0.4〜0.8mm盛り上げます。単色でも光の加減でしっかり見えます。
テクスチャパターン： ボロノイ、ヘキサゴン、ローレット加工。これらはグリップ力を高めると同時に、積層跡を隠す効果もあります。
カードホルダー： 背面にカード1〜2枚分のスロットを。カードが落ちない程度にきつく、かつ指一本で引き出せる絶妙なサイズに設計します。
キックスタンド： 別パーツとして取り付けるか、リビングヒンジ（一体型ヒンジ）として組み込みます。
ストラップホール： 角の部分を強化して、リストストラップ用の穴を設けます。

スマホケース以外のTPU活用術については、TPU製家具の足ガイドや、TPUの限界に挑むコスプレアーマーガイドをご覧ください。GoProマウントガイドでは、サイクリングアクセサリーにおけるTPUの振動減衰効果について解説しています。

よくある質問

TPUケースで落下からスマホを守れますか？

胸の高さから一般的な地面への落下であれば、十分守れます。TPUは衝撃を吸収・分散し、特に角の部分でその効果を発揮します。テストによると、TPUケースは同等の厚さのシリコンケースよりも衝撃伝達を約30%抑えられることが分かっています。角の壁を3mmにし、30%のギロイドインフィルで設計すれば、日常的な保護には十分です。

TPUケースの寿命はどのくらいですか？

TPUはシリコンのように黄ばみにくく、繰り返しの着脱でも形が崩れにくい（シリコンは伸びてしまいます）のが特徴です。毎日使って1〜2年は持ちます。摩耗しても、数百円分のフィラメントでまた新しいものをプリントすれば済みます。

ボーデン式エクストルーダーでもプリントできますか？

95Aであれば、速度を大幅に下げ（15〜25 mm/s）、リトラクションを減らすことで可能です。しかし、85Aをボーデン式でプリントするのは非常に難しく、お勧めしません。柔らかいフィラメントが長いPTFEチューブの中で圧縮され、たわんでしまうからです。最新のQIDIプリンターはすべてダイレクトドライブ式を採用しているため、95Aも85Aも問題なく扱えます。

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