CHOIX DU FILAMENT 3D

L’impression 3D est une technologie très prisée. En effet, ce procédé révolutionnaire innove les bases de la conception ordinaire et offre plusieurs perspectives au fabricant. Toutefois, il faut utiliser les bons matériaux pour assurer un rendu de qualité. En ce moment, il existe plusieurs sortes de filaments que l’on peut recourir pour la conception par le biais de l’impression 3D. Dans cet article, nous allons parler des éléments qui peuvent être employé dans ce genre de fabrication.

Matériaux pour impression 3D : Le Guide

L’ABS SPECS

L’ABS ou l’Acrylonitrile Butadiène Styrène est un constituant très employé pour la conception. Dans la catégorie des plastiques, il s’agit d’un matériau très populaire qui se marie parfaitement avec les techniques de fabrication avec impression 3D.

  • Caractéristiques : l’ABS possède des spécificités mécaniques inégalées pour créer un objet. Le filament est assez fort et résistant pour être utilisé dans la production de pièces à la fois durables et moins atteintes à l’usure. Il dispose d’une température de transition vitreuse élevée pour éviter un changement de phase rapide qui pourrait déformer le spécimen attendu. C’est donc un élément très important dans les projets de construction externe ou dans les travaux nécessitant l’application d’une forte chaleur.
  • Potentiels : l’ABS est un matériau efficace dans la création d’objets par imprimante 3D. Il possède une résistance exceptionnelle contre les chocs et les températures élevées. Grâce à sa durabilité, il peut fabriquer des produits plus lisses, rigides et moins affectés par l’usure. Par ailleurs, ce genre de filament est moins coûteux. Cependant, ces avantages présentent quelques inconvénients non négligeables. À cause de cette résistance, toute déformation du matériau peut être difficile à réparer. L’ABS a également besoin d’un lit ou d’une chambre chauffée et peut générer une odeur âcre assez pendant l’impression. Les produits obtenus ont tendance à rétrécir à la finition, ce qui peut engendrer une imprécision du résultat.
  • Exigences : pour accomplir le projet, il est nécessaire d’acquérir certains matériels. Un lit chauffé avec une température entre 95° et 110°C est requis pour le procédé. Un boîtier est recommandé dans cette voie. Évidemment, il faut également une surface de construction adaptée pour cela. L’extrudeuse doit avoisiner près de 220°C et ne doit pas dépasser environ 250°C pour ne pas abîmer la conception. Toutefois, un ventilateur de refroidissement partiel n’est pas nécessaire pour le projet.

LES FILAMENTS FLEXIBLES (TPU,TPE)

Généralement constitués d’élastomères thermoplastiques (TPE) ou de polyuréthanes thermoplastiques (TPU), ce sont des mélanges de nature élastique (plastique dur et caoutchouc) pouvant être manipulée facilement.

  • Caractéristiques : ces genres d’éléments sont très utilisés comme matières premières des impressions 3D. Grâce à leurs spécificités, ils peuvent s’étirer et se plier pour créer l’objet recherché. Ainsi, il est possible de concevoir des pièces variées avec des flexibilités différentes avec ces filaments. Il faut noter que le degré d’élasticité de l’élément dépend du type de TPE ou du TPU utilisé pour le projet. Cela permet alors de donner un produit original, unique et exceptionnel.
  • Potentiels : l’avantage primaire de ces éléments reste la possibilité d’obtenir un rendu flexible. Le résultat du procédé peut être résistant, souple, doux et durable. Assez imprimables, ces genres de filaments sont d’excellents amortisseurs de choc et de vibrations. Ils disposent d’unebonne conservation. Par ailleurs, le travail ne nécessite pas un lit chauffant à forte température. Toutefois, ces éléments sont difficiles à imprimer compte tenu de leurs caractéristiques pas très compatibles au pontage et à la technique employant des extrudeuses Bowden. Ils peuvent aussi générer des blobs et de cordages lors de la conception.
  • Exigences : l’impression 3D avec des matériaux flexibles est assez complexe. Cela nécessite un lit chauffé de 45° à 60°C qui aura besoin d’un ventilateur de refroidissement partiel pour contrôler le processus. Il est également conseillé d’ajuster les paramètres de rétraction pour cela. La réduction de la résistance de la bobine de filament est aussi recommandée dans cette voie, tout comme l’utilisation d’une extrudeuse à entraînement direct de température entre 225 ° et 245 ° C. Durant l’application, une vitesse d’alimentation lente et cohérente est requise pour faciliter la fabrication 3D.

LE PLA

L’acide polylactique ou PLA est un élément très connu et très utilisé. En effet, c’est le filament par défaut des imprimantes qui s’occupent de ce genre de projet.

  • Caractéristiques : le PLA est le matériau par excellence pour l’impression 3D. Facile à employer et très efficace, il s’agit d’un constituant hors pair qui s’aligne parfaitement avec les normes environnementales. En effet, l’acide polylactique dérive de certains végétaux comme le maïs ou la canne à sucre, ce qui le rend renouvelable et biodégradable. Cela peut être constaté par le doux arôme qui se dégage lors de l’impression. Par ailleurs, son usage ne nécessite pas beaucoup d’exigences et ses produits offrent différentes possibilités de très bonne qualité.
  • Potentiels : le PLA est un filament très vertueux dans sa catégorie. Cela se témoigne par son prix accessible. Grâce à sa résistance et sa constitution rigide, l’élément permet aussi d’obtenir des rendus d’une précision dimensionnelle tout à fait exceptionnelle. Le matériau dispose également d’une bonne durabilité de conservation. De plus, son usage reste facile avec une température d’extrusion assez basse. Toutefois, cette faculté l’expose aux risques de déformation dans une zone de forte chaleur. Ainsi, son impression nécessite l’utilisation d’un ventilateur de refroidissement. Par ailleurs, il faut noter que le filament possède des caractères cassants. Il n’est donc pas adapté pour les constructions externes.
  • Exigences : l’impression 3D avec le PLAn’apas besoin d’un lit hautement chauffé pour la conception. Un support de température entre 45° et 60°C suffit pour le procédé. Le ruban de peintre, du PEI, de la plaque de verre ou bien du bâton de colle est conseillé pour être utilisée comme surface de fabrication. Comme le filament est facilement affecté par la forte chaleur, l’usage d’un ventilateur de refroidissement est nécessaire pour le processus. Quant à l’extrusion, une température entre 190° et 220°C peut suffire pour la construction.

LE HIPS

Le HIPS ou polystyrène à impact élevé est un matériau très associé à l’ABS dans la conception par impression 3D. Généralement employé comme support, il s’agit d’un élément soluble.

  • Caractéristiques : c’est un filament léger, qui se dissout facilement dans le d-limonène. Ce composant dispose de plusieurs particularités similaires à l’ABS qui le rend un véritable partenaire de ce dernier. Il reste idéal pour les conceptions à double extrusion, notamment comme support d’impression 3D. Grâce à son caractère soluble, le HIPS devient une structure parfaite pour soutenir les projets avec l’ABS, cela sans laisser de trace lors de sa suppression pendant la finition du produit.
  • Potentiels : le polystyrène à impact élevé est un élément possédant beaucoup d’avantages en matière d’impression 3D. Ses spécificités quasiment identiques à celles de l’Acrylonitrile Butadiène Styrène le rendent particulièrement unique et précieux. En effet, il est souvent utilisé comme support de conception pour les travaux de créations avec l’ABS. Il dispose également des propriétés plus stables du point de vue dimensionnel. Grâce à sa légèreté et sa solubilité, il peut ainsi laisser intact le rendu final lors d’un projet à double extrusion. Par ailleurs, le HIPS est un élément très résistant aux chocs et à l’eau. Toutefois, son utilisation nécessite quelques conditions, dont une température d’impression élevée.
  • Exigences : une imprimante 3D doit être munie d’une surface de construction adaptée pour la conception avec le HIPS. Les feuilles de PET, de bande, de Kapton, de plaque de verre ou de bâton de colle sont conseillées dans cette voie. Cet élément requiert également l’usage d’un lit chauffé de 110° à 115°C pour cela. Quant à l’extrudeuse, sa température reste entre 230° à 245°C. Cependant, l’utilisation d’un ventilateur de régulation de chaleur n’est pas requise pour ce travail. Pour éviter certaines fissures, il est possible d’ajuster la hauteur de la couche (un abaissement serait conseillé) ainsi qu’une augmentation de la température de l’extrudeuse pour cela. Bien entendu, ces changements dépendent uniquement de l’existence de séparation et de division des calques.

LE FILAMENT PET ET SES DÉRIVÉS

Le polyéthylène téréphtalate (PET) et son dérivé par le glycol, le PETG sont des constituants très employés dans l’impression 3D. Ce sont entre autres les composants des bouteilles d’eau classiques.

  • Caractéristiques : le PET est un élément rigide qui est très connu pour sa facilité d’utilisation dans les projets d’impression 3D, ses produits de surface lisse et de son imperméabilité. Il possède des propriétés thermiques exceptionnelles et dispose de plusieurs variétés sur le marché en ce moment. En effet, il existe des dérivés autres que le PETG, qui peuvent être employés dans la conception d’une pièce. Il s’agit évidemment des matériaux PETT et PETE.
  • Potentiels : le polyéthylène téréphtalate est un filament exceptionnel qui possède beaucoup de qualité. Grâce à ses caractéristiques semi-rigides et fortes (il résisteaux produits chimiques, aux chocs, à la fatigue et à l’eau), le composant peut aboutir à des finitions de surface lisse et particulièrement brillante. Le PET est également un excellent matériau d’impression 3D. En effet, il adhère merveilleusement bien au lit de fabrication, ce qui permet d’obtenir des rendus quasiment parfaits. Par ailleurs, le plastique est totalement inodore lors du processus. Cependant, l’élément possède de mauvaises propriétés de pontage et peut générer pas mal de cordage (poils fins en surface).
  • Exigences : l’impression 3D avec le PET ou le PETG nécessite l’utilisation d’un lit chauffé de température entre 75° et 90°C. Le ruban pour peintre en bâton de colle peut être employé comme surface de construction pour le projet. Un ventilateur de refroidissement partiel est requis pour ce travail, comme l’extrudeuse doit s’allumer à forte chaleur (avec une température entre 230° et 250°C). Pour limiter la prolifération des cordages, il faut miser sur des paramètres de rétraction calibrés avec précision. Il est également conseillé d’améliorer ceux de l’extrudeuse pour éviter les blobs et les zits de la conception.

LES FILAMENTS REMPLIS DE FIBRES DE CARBONE

Les fibres de carbone sont très connues pour leur résistance et leur efficacité. Il s’agit de minuscules fibres qui sont infusées dans un matériau de base, généralement du PLA ou de l’ABS. Le but du procédé est évidemment d’augmenter la robustesse et les capacités de cet élément central.

  • Caractéristiques : les filaments remplis de fibres de carbone sont très rigides. Ils peuvent résulter de l’association d’un composant principal telque le PETG, le Nylon, le PLA, l’ABS ou le polycarbonate. Ces matériaux sont extrêmement résistants et peuvent ainsi donner des produits d’impression 3D à la fois légers et stables en dimension. En effet, grâce à ces fibres, les rendus finaux sont moins touchés par les possibles rétrécissements des pièces pendant le refroidissement. Il faut néanmoins noter que les paramètres de conception restent les mêmes que ceux des matériaux de base.
  • Potentiels : les éléments remplis de fibres de carbones sont des filaments extrêmement durs, mais légers. Ce sont des composites qui peuvent fournir des produits durables et robustes. L’utilisation de ces constituants peut donner plus de résistance et de rigidité au rendu final sans problème. Ils offrent une excellente stabilité dimensionnelle et se rallient avec les paramètres des éléments de base pour l’impression 3D. Toutefois, la conception peut être abrasive et nécessite l’application d’une buse en acier trempé. Le risque d’une augmentation du suintement ainsi que de la fragilité du filament est également à craindre lors du processus. Les fibres de carbones ont aussi tendance à se boucher ce qui rend difficile le projet.
  • Exigences : ces matériaux remplis possèdent les mêmes exigences que ceux des éléments de base. En général, l’impression 3D nécessite un lit chauffé entre 45° et 60°C, une surface de construction bien adaptée de ruban de peintre, de plaque de verre ou de bâton de colle par exemple et d’un ventilateur de refroidissement partiel. L’extrudeuse, quant à elle, est recommandée à une température entre 200° et 230°C.

LE POLYCARBONATE

Le Polycarbonate, connu sous l’acronyme PC, est un matériau très résistant et qui s’adresse aux applications à environnement extrême.

  • Caractéristiques : ce filament est hautement qualifié pour être soumis à de fortes chaleurs. Il possède une température vitreuse élevée et peut se plier sans se casser. Selon ses compositions chimiques, le Polycarbonate peut être imprimé sous différentes conditions. Cet élément est également hygroscopique, ce qui veut dire qu’il absorbe l’humidité de l’air. Il faut donc prendre certaines mesures pour son impression. En effet, il est conseillé de procéder avec une machine possédant un volume de construction adapté pour la fabrication à très haute température.
  • Potentiels : le PC est un filament idéal pour les environnements difficiles. Il dispose d’une résistance impressionnante contre la fatigue du matériau, les chocs en tout genre et la forte chaleur. L’élément est rigide et peut conserver ses propriétés structurelles plus longtemps. Par ailleurs, le Polycarbonate est naturellement transparent qui peut offrir plusieurs possibilités pour le rendu. Le composant peut se pliersans se casser. Toutefois, le PC absorbe l’humidité, ce qui peut causer certaines déformations et rendre l’impression très difficile. Il faut donc appliquer une température très élevée pour cela. Les risques de suintement sont aussi énormes pour ce genre de procédé.
  • Exigences : l’impression 3D avec le Polycarbonate nécessite un lit chauffé entre 80° et 120°C. Un bâton de colle adhésive commerciale PEI peut être sa surface de construction. Comme l’élément requiert une certaine chaleur, l’utilisation d’un ventilateur de refroidissement n’est donc pas obligatoire pour ce travail. Il suffit de régler l’extrudeuse à une température entre 260° et 310° C. Pour plus d’efficacité, il est conseillé d’ajuster les paramètres de conception pour éviter la ficelle et le suintement.

LE POLYPROPYLÈNE

Le Polypropylène est un matériau efficace qui est connu pour sa résistance et ses facultés exceptionnelles pour devenir un parfait élément pour les projets de stockage et d’emballage.

  • Caractéristiques : le Polypropylène se présente comme un filament qui possède une structure semi-cristalline. Ses propriétés physiques lui permettent d’être un composant idéal pour certains projets d’impression 3D. En effet, il est réputé pour sa légèreté incontestable et sa flexibilité qui reste un véritable avantage. Souvent utilisé pour la fabrication des matériaux à faible résistance tels que les charnières, les laisses ou les sangles par exemple, cet élément est tout de même difficile à travailler en matière d’impression.
  • Potentiels : il faut savoir que le Polypropylène est un parfait constituant pour les applications à cycle élevé. Il se démarque par sa dureté et ses capacités à produire une pièce de finition de surface lisse. Sa résistance aux chocs, à la fatigue, à l’eau et à la chaleur est aussi exceptionnelle. Par ailleurs, il faut noter que ce matériau est particulièrement doux et léger. Toutefois, son impression est difficile compte tenu de ses propriétés semi-cristallines. Cela nuit également à sa faculté à s’adhérer facilement au lit de construction et aux autres adhésifs. De plus, l’élément est assez coûteux et reste destiné aux applications à faible résistance, ce qui peut être un réel désavantage.
  • Exigences : l’impression 3D impliquant le matériau correspondant nécessite une surface de conception à feuille de polypropylène de ruban d’emballage. Un lit chauffé entre 85° et 100°C est également requis pour le projet. Il faut aussi une température entre 220° et 250°C pour l’extrudeuse qui aura besoin d’un ventilateur de refroidissement partiel. Pour limiter les déformations possibles, il est conseillé d’utiliser des radeaux pour protéger la couche de base et de recourir à une chambre chauffée pour l’impression.

LES FILAMENTS REMPLIS DE MÉTAL

Les filaments remplis de métal sont produits à partir d’un mélange de poudre métallique fine et d’un matériau de base. Pour cela, on utilise souvent des éléments principaux comme le cuivre, le bronze, le laiton ou encore l’acier inoxydable.

  • Caractéristiques : du même principe que les particules remplies de fibres de carbones, ces composants sont créés pour optimiser le plastique recherché. En effet, l’association avec cette poudre métallique permet d’obtenir une finition unique à la fois lourde et exceptionnelle. Il faut remarquer que les conditions d’impression dépendent essentiellement du constituant de base employé. Il existe aussi d’autres éléments du genre qui sont dépourvus de cet additif métallique et ne peuvent octroyer que la coloration de celui-ci.
  • Potentiels : les filaments remplis de métal sont d’excellents matériaux d’impression 3D. Ils offrent la possibilité de produire des rendus exceptionnellement esthétiques et attrayants. Ils donnent également plus de lourdeur à la finition. La conception reste assez facile avec un processus qui ne nécessite pas forcément l’utilisation d’une extrudeuse à haute température.
  • Exigences : l’impression 3D recourant des filaments remplis de métal est loin d’être difficile. Un lit chauffé entre 45° et 60°C peut suffire pour le travail. Une surface de construction de ruban adhésif pour peintre PEI ou Stick est recommandée dans cette voie. Toutefois, un ventilateur de refroidissement partiel est requis pour la création. Quant à la température de l’extrudeuse, elle peut s’avoisiner entre 190° et 220°C. Pour éviter certains problèmes d’impression, il est également conseillé d’utiliser des buses résistantes à l’usure pour le projet. Un ajustement des paramètres de pontage et de rétraction peut être aussi nécessaire dans cette perspective.

LES FILAMENTS REMPLIS DE BOIS

Les filaments à base de bois sont un composite qui associe l’élément PLA avec du liège, de la poussière de bois ou d’autres constituants poudrés de bois. Ce matériau est réputé pour obtenir une finition exceptionnelle présentant les traits de bois réel.

  • Caractéristiques : les filaments à base de bois sont moins abrasifs que les autres composants du genre composite. En général, ces éléments disposent environ 30 %de matériaux en bois. Toutefois, ce chiffre varie en fonction de la marque du plastique. Évidemment, il existe également des particules qui ne comportent aucunement de bois, mais peuvent tout de même donner cette apparence exceptionnelle à la finition.
  • Potentiels : ces filaments à base de PLA possèdent beaucoup d’avantages en matière d’impression 3D. En effet, ils peuvent offrir des produits très esthétiques aux allures et à la texture du véritable bois. Durant le processus, ils peuvent dégager une odeur agréable, généralement aromatique. La construction ne nécessite pas l’utilisation de buses résistantes à l’usure, mais aura tout de même besoin de buses de taille plus grande. Par ailleurs, les filaments peuvent générer des cordages qui compliquent la finition.
  • Exigences : l’imprimante 3D doit posséder une surface de conception de plaque de verre pour bâton de colle pour peintre PEI. Elle peut aussi avoir recours à un lit chauffé entre 45° et 60°C. Un ventilateur de refroidissement partiel reste également obligatoire pour le travail. Quant à l’extrudeuse, il faut envisager une température entre 190° et 220°C pour cela. Pour réduire les risques de colmatage, de suintement ou de cordage, l’emploi de buses de grandes tailles est recommandé. Un ajustement des paramètres de rétraction peut aussi être utile en fonction de la situation.

 

LE PVA

Le PVA ou l’alcool polyvinylique est un matériau exceptionnel qui se démarque par ses capacités à être soluble dans l’eau et à devenir un support idéal pour les projets d’impression difficiles.

  • Caractéristiques : le PVA est polymère à la fois doux et très biodégradable. Il possède des propriétés qui le rendent facilement sensible au contact de l’humidité. Il suffit d’un peu d’eau chaude pour les dissoudre rapidement, ce qui en fait un excellent support pour des réalisations de prototypes ou pour des projets complexes.
  • Potentiels : l’alcool polyvinylique est un matériau très idéal pour l’impression 3D. Il dispose d’une souplesse exceptionnelle, d’une douceur incroyable et d’une résistance à la fatigue adéquate. Cet élément est également une matière importante comme support de travail qui peut facilement se dissoudre dans l’eau. Pour cela, le PVA n’a nullement besoin d’un autre solvant ni même d’un matériel supplémentaire. Toutefois, cette sensibilité à l’humidité peut créer certains problèmes lors de la conception. Il faut employer des conteneurs de stockage hermétiques pour cela. Durant le processus, le risque de bouchage est aussi élevé si la buse reste chaude pendant l’extrusion. En prime, le matériau est particulièrement coûteux.
  • Exigences : l’impression 3D avec le PVA nécessite un lit chauffé entre 45° et 60°C. Une surface de construction de ruban de peintre de l’Î.-P.-E. est aussi requise dans cette voie. Évidemment, l’utilisation d’un ventilateur de refroidissement partiel est obligatoire pour le travail comme la température de l’extrudeuse avoisine entre 185° et 200°C. Pour éviter les déformations ainsi que les problèmes en tout genre, il vaut mieux employer un bouclier de limon et des couches de supports denses. Par ailleurs, il faut prendre beaucoup de précautions pour le stockage des filaments.

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