Le dépôt de matériau fondu est l’une des techniques d’impression 3D les plus utilisées par les professionnels de par son accessibilité, sa facilité et ses hautes performances. Il est aujourd’hui compatible avec de nombreux types de thermoplastiques, en particulier les matières qui ont la capacité de se ramollir sous l’effet d’une forte chaleur et qui retrouvent leur forme originelle en se refroidissant. Pour pouvoir être utilisés dans la machine dédiée à la reproduction 3D, ces thermoplastiques doivent être transformés en filament qui peut facilement être transporté et fondu par l’extrudeur. Actuellement, la majorité des plastiques industrielles peuvent subir cette étape de transformation et le champ de possibilités devient de plus en plus élargi sur un site internet spécialisé dans la vente de ces dépôts de matériau fondu.
Les filaments de types standards pour imprimante 3D
Étant la grande diversité des modèles disponibles sur la toile, il est souvent compliqué de trouver les filaments qui s’adaptent parfaitement à votre imprimante 3d. Pour faire le bon choix, il vous est alors conseillé de connaître leurs différents types avant de vérifier par la suite leurs caractéristiques respectives. À ce propos, parmi les filaments de types standards, vous avez entre autres l’Acide Polylactique ou PLA, Le polypropylène ou PP, ainsi que l’ABS. Ce dernier qui est d’ailleurs le modèle le plus répandu sur le marché.
Premièrement, l’acide polylactique, connu sur le marché sous le nom de PLA, est un dépôt de matière fondue semi-cristalline obtenue par des ressources renouvelables. En général, on l’obtient à partir de l’amidon de maïs. Inversement à la majorité des plastiques provenant de l’industrie pétrolière, l’Acide Polylactique est considéré comme étant plus écologique pour la seule bonne raison qu’il est biodégradable dans des conditions optimales. Il s’agit en effet d’un filament pour imprimante de type 3D très facile à manipuler. C’est pour cela qu’il est très apprécié dans l’univers de la reproduction 3D.
Compatible avec tout contact alimentaire, la température d’extrusion de cette matière est souvent de 180 °C. Par ailleurs, ce type de plastique biodégradable présente une stabilité géométrique optimale et n’est pas sujet au processus de warping. L’acide polylactique est spécialement utilisé dans l’impression de prototypage, de pièces décoratives, d’outillage ou encore dans le domaine médical nécessitant l’utilisation d’un moule 3D.
En outre, cette matière est disponible sous plusieurs coloris. De plus, elle est utilisée comme matrice d’une substance composite. Une fois la reproduction terminée, vous avez un large choix en ce qui concerne le post-traitement. Pour enlever les couches collant à la reproduction, il vous suffit de poncer ou recouvrir de résine votre objet. Ce dernier est ainsi prêt à être collé et peint si nécessaire dans le processus de reproduction.
Deuxièmement, le polypropylène (PP) est l’une des matières les plus appréciées des professionnels dans l’injection plastique. Il est réputé pour sa résistance à la fatigue et aux produits chimiques, sa légèreté ou encore son isolation électrique optimale. On le retrouve également sous forme de filament spécial pour l’imprimante 3D. Dans l’univers de la reproduction 3D, cette matière offre une bonne résistance, une semi-rigidité ou encore une étanchéité au gaz.
Cependant, le polypropylène est souvent assez difficile à imprimer étant donné qu’il ne tient pas au plateau. Il dispose également d’une forte précision des points de fusion et nécessite donc une gestion optimale de la température. Côté utilisations pour l’imprimante de type de 3D, l’idéal est de privilégier le filament polypropylène pour la conception des réservoirs pour liquide, des pinces, des attaches, des emballages, etc.
Troisièmement, l’ABS est une structure amorphe avec un filament très apprécié pour sa ténacité aux chocs à une température plus basse et sa légèreté en application. Il n’est pas évident de catégoriser cette matière de manière précise, car il est souvent utilisé dans la partie stratégique de la pyramide. L’ABS est moins facile à traiter par rapport à l’Acide Polylactique par exemple. Dans la reproduction 3D, il s’expose au warping, qui nécessite alors l’usage d’un plateau chauffant.
Par ailleurs, les propriétés en font une matière idéale pour la reproduction de pièces d’outillage et de prototypes fonctionnels qui sont généralement prisées ou encore dans la conception de moules médicales ou industrielles. L’ABS reste alors l’un des meilleurs filaments pour les impressions 3D. Sur un site internet collaborant avec un fabricant Français de fil pour imprimantes 3D, vous pouvez facilement trouver avec une large gamme d’ABS vendus à des prix attractifs.
Après la reproduction, comme l’Acide Polylactique, l’ABS n’est pas compliqué à traiter. Pour enlever les couches liées à l’impression 3D, vous pouvez recouvrir de résine ou poncer la fabrication puis la coller et la peindre en cas de besoin. De surcroît, il est possible de lisser l’ABS avec le bain de vapeur d’Acétone. Cependant, cette technique est moins facile et plus risquée que l’utilisation de la résine. Ainsi, il est fortement déconseillé d’adopter cette méthode si vous ne maîtrisez pas l’usage de ce type de produits.
Les filaments pour la reproduction 3D de types techniques
Dans la grande famille des filaments indispensables pour la reproduction 3D de types techniques, vous avez généralement le nylon, le PET, le Polyoxyméthylène ou POM et le polycarbonate. Tout d’abord, le nylon, connu sous le nom de polyamide (PA), est plus répandu sur le marché en ligne spécialisé dans la fabrication additive. Pour la technologie SLS, il est souvent vendu sous forme de poudre par le fabricant Français de fil pour imprimantes 3D. Toutefois, vous pouvez retrouver le nylon sous la forme de filament industriel, disponible notamment avec 6 atomes de carbone d’où l’appellation « PA6 ». Ce dernier a des particularités semblables à celui de l’ABS.
En effet, il a besoin d’un plateau chauffant, car son adhérence est souvent faible par rapport à d’autres types de filaments. En même temps, le nylon PA6 est réputé pour sa fermeté à l’abrasion et aux chocs ainsi que pour sa flexibilité. Cette matière a une longévité assez remarquable, idéal pour la reproduction précise de pièces telles que des composants de l’outillage et de machine ainsi que des charnières. Il peut être consolidé en fibres de verre ou en fibres de carbone. Pour information, le PA6 est une matière qui absorbe rapidement l’humidité, il est primordial alors de le stocker dans un endroit sec ayant une température ambiante.
Ensuite, un filament plus technique pour l’imprimante 3D, le PET est un matériau bien connu de l’industrie des filaments. On entend souvent ce terme quand on parle du plastique qui inonde notre environnement. En effet, le PET est le premier composant des bouteilles en plastique utilisé par les entreprises d’aujourd’hui. Dans la reproduction 3D, il est connu sous la forme de PETG, notamment avec l’ajout de glycol afin de réduire son aspect plus cassant. Ce type de filament pour imprimantes 3d est particulièrement réputé pour sa compatibilité et sa transparence avec un contact alimentaire.
À titre d’exemple, plusieurs types de conteneurs et d’emballages sont imprimés avec le filament PETG. Il s’agit aussi d’une alternative idéale à l’ABS ou à l’Acide Polylactique. Après la fabrication 3D, la surface de l’objet imprimable peut être poncée ou recouverte d’époxy à base de résine pour ensuite la coller et la peindre avec une peinture acrylique si nécessaire. Le filament pour l’imprimante 3D de type PETG réagit facilement au cutter.
Après, le polyoxyméthylène (POM) est un filament semi-cristallin très sollicité dans l’univers de la reproduction 3D. Offrant des propriétés chimiques remarquables, il est résistant aux chocs, à l’abrasion et à la chaleur. De plus, le POM possède de bonnes capacités de glissement. Vous pouvez ainsi imprimer en 3D plusieurs types d’applications avec le Polyoxyméthylène comme des éléments qui doivent résister à la chaleur sur le long terme, des roues dentées ou encore des boucles de sac à dos. Cependant, ce type de filament reste assez difficile à imprimer. Il requiert une gestion optimale de la température, du plateau, de l’extrudeur et de la chambre. D’ailleurs, il existe peu de fabricants de ce type de matière pour la reproduction 3D comparée à certaines matières comme l’ABS et le filament pla 1kg.
Enfin, un matériau pour la reproduction 3D amorphe, le polycarbonate ou PC est particulièrement utilisé par les professionnels dans la reproduction 3D pour sa transparence et sa solidité. Ce n’est pas une matière à base de thermoplastique facile à utiliser, car il exige un plateau chauffant et des températures d’extrusion plus élevées.
Il est principalement prisé dans l’univers de la vision, car il n’est pas plus dense que le verre et peut résister à des températures allant de -140 °C à 140 ° C. Spécifiquement, vous pouvez imprimer en 3D des pièces optiques et des écrans de protection avec du polycarbonate. En tout cas, ce type de filament technique pour la reproduction 3D est de plus en plus répandu dans l’univers des fabricants d’optique.
Les filaments de type thermoplastique hautes performances ou HPP
Cette catégorie de filaments pour les imprimantes 3d est réputée pour son comportement plus exigeant. En effet, les thermoplastiques qui la composent nécessitent de hautes températures de moulage et présentent des particularités qui se rapprochent de celles de quelques métaux. En utilisation additive, ce sont des thermoplastiques qui ont besoin d’un plateau chauffant, d’une enceinte fermée et d’une forte température d’extrusion. La gestion thermique est également primordiale pour ce type de matériau.
Cela dit, les thermoplastiques hautes performances semi-cristallins ou le PEEK sont certainement les filaments pour reproduction 3D les plus courants dans la catégorie des thermoplastiques hautes performances (HPP). Figurant dans la famille des PAEK, dans sa manipulation, il recommande une température d’extrusion de 400 °C en moyenne et d’une enceinte chauffée à 120 °C et d’un plateau de 230 ° C. Le PEEK est connu également pour son ratio résistance/poids et peut résister à des températures plus élevées.
De plus, il est stérilisable, ce qui en fait une matière de choix pour la reproduction d’implants personnalisés. Cependant, ce filament hautes performances semi-cristallin reste exigeant. Vous devez faire appel à une certaine maîtrise de technique de reproduction en 3D et qui reste assez chère. Le PPS est aussi un HPP semi-cristallin, réputé pour ses propriétés mécaniques et sa résistance chimique. Il est spécialement utilisé dans la fabrication de l’automobile dans le monde, l’électronique et l’oil & gas. Sa température d’extrusion se situe notamment autour des 300 °C. Il nécessite une enceinte fermée et un plateau chauffant.
Par la suite, vous avez les filaments de types haute température amorphes. Dans cette catégorie de filament pour l’imprimante 3D, on peut citer le PEI, un thermoplastique aujourd’hui commercialisé le fabricant Français de fil pour imprimantes 3D pour les impressions à 3 dimensions. Moins cher que le PEEK, ce filament répond aux normes fumées/feu, faisant de lui une matière idéale dans l’univers de l’aérospatial à grande échelle. Le PEI résiste également aux fluides automobiles, hydrocarbures, alcools et solutions aqueuses.
Le filament de type haute température amorphe peut être compatible et stérilisé avec un contact alimentaire. En outre, on peut ici citer la famille des sulfones, à savoir le PSU et le PPSU. Ce sont des thermoplastiques amorphes très intéressants en termes de caractéristiques feu/fumée et de propriétés thermiques. Ils affichent aussi des propriétés diélectriques et une bonne isolation électrique. Ce sont des matériaux très sollicités dans l’industrie du transport, que ce soit l’aérospatial, l’automobile ou encore le ferroviaire.
Les filaments de type HIPS ou high-impact polystyrene
Le HIPS est un filament d’imprimante 3D de type copolymère issu de styrène et de polybutadiène. Ce type de fibre, s’imprimant à une température assez haute, peut être capricieux lors de sa manipulation. Contrairement aux filaments pla, le HIPS dégage une odeur lors de sa fonte, ainsi que des particules et des fumées potentiellement dangereuses. Il est de ce fait fortement recommandé de vous équiper d’un système de filtration de l’air ou au moins d’un système d’évacuation de l’air vers l’extérieur lorsque vous manipulez ce type de filament pour l’imprimante 3D.
Malgré la difficulté que peut apporter l’utilisation du HIPS lors dans vos impressions 3D, il est aussi un plastique intéressant qui a des caractéristiques remarquables. En effet, le HIPS possède une grande résistance aux chocs, plus que le filament ABS. De plus, en utilisant un appareil bien paramétré, vous pouvez avoir un fini très propre avec des couches de réaction peu visibles. Le HIPS ne nécessite pas une haute température de production, contrairement aux autres types de filaments. De plus, cette matière est soluble dans quelques produits chimiques, comme l’essence de térébenthine ou encore le D-Limonène.
Pour information, cette solubilité vous donne la possibilité de réaliser des supports complexes sur des objets en ABS, à condition d’utiliser une imprimante à double extrusion. Il vous suffit de laisser tremper l’objet dans le produit pendant quelques minutes pour qu’il se ramollisse. Attention, les filaments HIPS et les produits chimiques ne sont pas sans risque. Il est recommandé de bien lire les instructions avant chaque utilisation. Enfin, ce type de filament se coupe, ponce, et perce facilement, ce qui facilite considérablement le post-traitement.
Après la fabrication de votre objet avec le filament HIPS, il ne vous reste plus qu’à suivre quelques étapes simples pour traiter de manière optimale la reproduction 3D. En post-traitement, les couches de production en sortie d’imprimante sont peu visibles, à condition d’avoir une machine bien réglée. À la fin, n’oubliez pas de poncer le fini afin d’obtenir un produit parfaitement lisse et sans imperfection. Vous pouvez certes couper ou percer la pièce en HIPS selon vos souhaits.
Les filaments pour imprimante 3D composites et flexibles
Pour terminer, il est indispensable de mentionner les matériaux élastiques et les filaments composites qui sont également très prisés dans l’univers de la reproduction 3D. Concernant les filaments composites, ce sont des matières composées d’une matrice à base des filaments pla, du nylon, du polycarbonate, etc. Ces matériaux de base sont ensuite renforcés par des fibres spécialisées comme le carbone.
Il est possible de trouver de l’aramide ou du verre dans le composant des filaments composites. Ces dernières peuvent augmenter la ténacité du filament à la manipulation tout en optimisant sa légèreté. Il est important de savoir qu’aujourd’hui il existe différentes méthodes de fabrications des fibres pour les imprimantes 3d, celles-ci sont plus ou moins longues.
Enfin, les filaments de types souples comme le TPU font partie des matériaux les plus utilisés en FDM. Ce sont des matériaux flexibles réputés pour leur endurance aux chocs et à l’usure. Le filament TPU possède également de nombreux avantages de type mécaniques. Il peut résister au choc, à l’abrasion à la déchirure et à l’élongation. Cette fibre est également connue pour sa capacité de mémoire de forme. Ils sont principalement intéressants dans la reproduction de semelles orthopédiques ou de pinces. Toutefois, il convient mieux de faire attention à la manipulation étant donné que les filaments souples sont très sensibles aux hautes températures.
Pour la post-impression, ces matières flexibles ne sont pas des plastiques spécialement adaptés au post-traitement. De ce fait, les lignes liées aux couches de reproduction ne peuvent pas être effacées. Vous ne pouvez non plus poncer le TPU, car vous risquez d’affaiblir son élasticité. Il est impossible de le recouvrir de résine, sinon il n’est plus souple et la souplesse c’est la raison d’être des filaments flexibles. En ce qui concerne la peinture, il convient de le choisir selon l’utilité de l’objet. Si ce dernier est amené à subir des étirements ou des chocs, la peinture risque de se décoller ou se craqueler. Pour une coque de Smartphone par exemple la peinture peut être une solution.