Difficile de s'y retrouver dans l'ensemble des matériaux utilisés en impression 3D par dépôt de filaments fondus. Petit tour d'horizon et quelques conseils pratiques pour choisir vos filaments.
Pour faire une bonne impression 3D, plusieurs critères sont à considérer. S’il faut une bonne imprimante, un bon modèle numérique et un bon profil d’impression, il faut surtout savoir choisir son matériau. En effet, chaque matériau a ses propres forces et faiblesses. Simplify3D, le leader mondial des logiciels commerciaux d’impression 3D a publié un Guide des matériaux d’impression 3D pour faciliter le choix des filaments et optimiser leurs utilisations.
Après plus d’un an de recherche et développement en relation étroite avec plusieurs centaines de fabricants d’imprimantes 3D, ce guide explore une douzaine de filaments, les plus populaires utilisés aujourd’hui. Il comprend des fiches pour chaque matériau, et des conseils d’experts pour améliorer les résultats pour chacun d’entre eux. Un tableau comparatif permet en un coup de d’oeil de comparer les propriétés physiques et mécaniques (dureté, rigidité, densité, etc.) de chacun d’entre eux.
Choisir son filament d’impression 3D
Chaque machine a ses spécificités et n’accepte pas tous les filaments disponibles sur le marché. Chaque imprimante demande par exemple un diamètre de filament précis. Le matériau de la buse d’impression influe également sur le type de filament à privilégier. Enfin, la température maximum de l’extrudeur de l’imprimante est à considérer puisque chaque filament fond à une chaleur plus ou moins élevée.
Le choix du filament dépend en plus des impressions que l’on souhaite réaliser, que cela soit d’un point de vue mécanique, d’usage ou tout simplement esthétique. En effet, si vous souhaitez obtenir une pièce solide et résistante aux chocs, privilégiez plutôt des filaments de polycarbonate ou de l’ABS. En revanche, si vous voulez un objet flexible ou semi-rigide, il existe des matériaux à base de TPU ou TPE qui vous permettront d’obtenir des pièces que vous pouvez facilement déformer. Si votre filament est en contact alimentaire, choisissez du PETG. En fonction des matériaux utilisés, le rendu de l’objet sera enfin différent : mat, brillant, rugueux, translucide…
Quels sont les matériaux les plus utilisés ?
Les filaments utilisés en imprimante 3D sont pour la plupart des plastiques. Le PLA, fabriqué à base de maïs ou de canne à sucre, représente de loin le plastique le plus utilisé dans les filaments. On trouve ensuite plusieurs autres matériaux, à base de produits fossiles. On citera pêle-même : l’ABS, le nylon, le polypropylène, le polystyrène et le polyéthylène téréphtalate glycolisé (PETG).
Il y a aussi des matériaux techniques, renforcés avec du carbone, du bois, des métaux, pour améliorer les propriétés mécaniques et de résistance à la chaleur. Ces matériaux répondent, sur mesure, aux besoins spécifiques et techniques des industriels.
Avis d’expert : Pierre-Antoine Pluvivinage, Directeur du développement d’Armor 3D : Des matériaux de plus en plus techniques pour de nouvelles applications.
Pour les industriels, nous caractérisons nos matériaux sur les objets imprimés et non pas sur les filaments bruts. Les industriels ne s’intéressent pas forcément au filament mais plutôt aux applications qu’ils pourront donner à l’objet final. En effet, même pour un matériau identique, il va y avoir des qualités différentes en fonction des fournisseurs et donc des résultats différents.
Le PLA représente près de 80 % du plastique utilisé dans les filaments, devant l’ABS. De nouveaux matériaux qui répondent à de nouveaux usages sont en train d’arriver sur le marché. L’ABS est en recul, au profit de ces nouveaux matériaux. Mais le PLA a encore de belles années devant lui pour le prototypage. Nous développons des matériaux techniques sous la gamme Armor 3D. Ces matériaux répondent, sur mesure, aux besoins d’usage des industriels. Nous développons désormais des filaments métaux et nous nous lançons sur les poudres polymères. En effet, la technologie à base de la filaments est la plus répandue, mais la poudre polymère monte en puissance. Nous avons d’autres matériaux, à base d’ABS ou de PETG chargés en carbone ou kevlar, pour répondre à des besoins spécifiques et techniques. Nous espérons que nous pourrons intégrer prochainement du recyclé dans les matériaux techniques pour être en phase avec le principe d’économie circulaire.
Par Matthieu Combe, journaliste scientifique
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