L'impression 3D est révolutionnaire, mais le choix du filament reste un défi. Ce guide détaillé explore les différents types de filaments, leurs propriétés, applications et conseils pour une impression 3D réussie. Nous allons couvrir les matériaux de base comme le PLA, l'ABS et le PETG, ainsi que des options plus spécialisées, pour vous aider à choisir le filament idéal pour votre projet d'impression 3D.
Les matériaux de base pour l'impression 3D
Commençons par les matériaux les plus courants: le PLA, l'ABS et le PETG. Chacun offre un compromis unique entre facilité d'utilisation, propriétés mécaniques et coût.
PLA (acide polylactique): le filament d'entrée de gamme
Le PLA, dérivé de ressources renouvelables, est réputé pour sa facilité d'impression. Sa température d'impression basse (180-220°C) le rend accessible aux débutants. Il est biodégradable et offre une large gamme de couleurs. Cependant, sa résistance à la chaleur est limitée (déformation au-delà de 60°C) et il est sensible à l'humidité. Un filament PLA standard affiche une résistance à la traction d'environ 35 MPa, tandis qu'un PLA haute température peut atteindre 45 MPa. La flexibilité du PLA est faible, avec un module d'Young autour de 3 GPa.
- Avantages: Facile à imprimer, biodégradable, faible coût, large gamme de couleurs.
- Inconvénients: Faible résistance à la chaleur, faible résistance aux UV, sensible à l'humidité, faible résistance à l'impact.
- Applications: Prototypes, objets décoratifs, jouets, maquettes architecturales.
ABS (acrylonitrile butadiène styrène): robustesse et résistance
L'ABS offre une meilleure résistance mécanique et à la chaleur (jusqu'à 100°C) que le PLA. Sa résistance à la traction est d'environ 40 MPa, supérieure à celle du PLA. Cependant, il nécessite une température d'impression plus élevée (210-250°C) et dégage des fumées toxiques, nécessitant une bonne ventilation. Le warping (déformation) est un problème courant, nécessitant souvent une plateforme chauffante. Il est moins flexible que le PLA avec un module d'Young d'environ 2 GPa.
- Avantages: Haute résistance mécanique, bonne résistance à la chaleur, résistance aux chocs.
- Inconvénients: Nécessite une température d'impression élevée, émet des vapeurs toxiques, risque de warping.
- Applications: Pièces mécaniques, boîtiers électroniques, prototypes résistants.
PETG (polyéthylène téréphtalate glycol modifié): le meilleur compromis
Le PETG est un excellent compromis. Il offre une bonne résistance aux chocs, à l'humidité, une excellente finition de surface et une résistance chimique appréciable. Sa température d'impression est comprise entre 220°C et 260°C. Sa résistance à la traction atteint environ 50 MPa, le rendant plus résistant que le PLA et l'ABS. Il est plus facile à imprimer que l'ABS, avec moins de warping. La flexibilité est faible, avec un module d'Young autour de 2.5 GPa.
- Avantages: Bonne résistance aux chocs, résistance à l'humidité, excellente finition de surface, résistance chimique, moins de warping que l'ABS.
- Inconvénients: Plus difficile à imprimer que le PLA, température d'impression plus élevée que le PLA.
- Applications: Contenants alimentaires, pièces extérieures, applications nécessitant une résistance chimique, prototypes de haute qualité.
Filaments spécialisés pour applications précises
Pour des applications spécifiques, des filaments aux propriétés uniques sont disponibles.
Filaments flexibles: TPU et TPE pour la souplesse
Les filaments TPU (Polyuréthane thermoplastique) et TPE (élastomère thermoplastique) offrent une grande flexibilité. Ils sont idéals pour les pièces souples, les joints d'étanchéité, et les prototypes nécessitant de la souplesse. La dureté Shore, mesurant la dureté du matériau, varie considérablement (de 80A à 98A). Un TPU 95A aura une résistance à la traction d'environ 20 MPa, inférieure à celle des matériaux de base, mais une élongation à la rupture beaucoup plus importante. L'impression de ces filaments nécessite souvent des réglages spécifiques.
- Avantages: Grande flexibilité, résistance à l'abrasion, résistance aux déchirures.
- Inconvénients: Peut être plus difficile à imprimer, adhérence parfois problématique.
- Applications: Joints d'étanchéité, pièces souples, protections, prototypes flexibles.
Filaments techniques: performances augmentées
Ces filaments offrent des performances supérieures pour des applications exigeantes:
- Nylon (PA): Haute résistance à l'abrasion, bonne résistance chimique, mais absorbe l'humidité. Température d'impression: 240-280°C. Résistance à la traction d'environ 60 MPa.
- ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate): Excellente résistance aux UV et aux intempéries. Température d'impression: 230-260°C. Résistance à la traction d'environ 45 MPa.
- PC (Polycarbonate): Haute résistance à la température et aux chocs. Température d'impression: 280-320°C. Résistance à la traction d'environ 65 MPa.
- PPS (Polyphénylène Sulfure): Extrêmement résistant à la chaleur et aux produits chimiques. Température d'impression: >300°C. Résistance à la traction d'environ 70 MPa.
Filaments composites: propriétés personnalisées
Les filaments composites combinent un matériau de base avec des charges (bois, carbone, métal) pour modifier leurs propriétés. Les filaments carbone améliorent la rigidité et la résistance (augmentation du module d'Young), tandis que les filaments bois offrent un aspect esthétique. Les filaments métalliques offrent un aspect métallique. L'ajout de charges peut cependant augmenter l'abrasivité et réduire la durée de vie de la buse. Une température d'impression plus élevée est souvent nécessaire.
- Carbone: Augmente la rigidité et la résistance. Résistance à la traction pouvant dépasser 100 MPa.
- Bois: Aspect esthétique naturel. Résistance à la traction similaire au PLA.
- Métal: Aspect métallique. Résistance à la traction variable selon la composition.
Le choix du filament dépend de nombreux facteurs. Considérez la résistance mécanique, la flexibilité, le budget, et la compatibilité avec votre imprimante 3D. Un stockage correct, à l'abri de l'humidité et de la lumière directe du soleil, est crucial.
Conseils pour choisir le filament adéquat
Voici quelques conseils pour vous aider à choisir le meilleur filament pour votre projet d'impression 3D:
- Définissez vos besoins: Quelle résistance, flexibilité et finition souhaitez-vous? L'objet sera-t-il exposé aux intempéries ou à des produits chimiques?
- Vérifiez la compatibilité: Assurez-vous que le filament est compatible avec votre imprimante 3D (température d'impression, diamètre du filament).
- Consultez les fiches techniques: Les fiches techniques des fabricants fournissent des informations précieuses sur les propriétés du filament.
- Testez différents filaments: L'expérience est la meilleure façon d'apprendre à maîtriser les différents filaments.
L'impression 3D est un domaine en constante évolution. N'hésitez pas à explorer les nouveautés et à expérimenter différents filaments pour repousser les limites de vos créations.