Les imprimantes 3D grand public ne sont plus limitées aux filaments ABS et PLA. La popularité de la technologie de fabrication additive a conduit à l'afflux de nombreux plastiques techniques. Bien que l'ABS et le PLA restent populaires, de nombreux passionnés d'impression 3D sont passés à des matériaux plus récents.
Voici donc tout ce que vous devez savoir sur les différents filaments d'impression 3D et comment en choisir un pour vos besoins spécifiques.
Comment choisir un filament d'impression 3D
L'impression 3D est différente de la plupart des passe-temps ordinaires. Il s'agit de robots sophistiqués créant des objets compliqués à l'aide de matériaux exotiques. Comme toutes les entreprises d'ingénierie de pointe, l'impression 3D repose sur la capacité des utilisateurs à lire et à suivre les fiches techniques. Savoir donner un sens à ces documents est essentiel pour savoir quel filament d'impression 3D utiliser pour des applications spécifiques.
Il n'est pas nécessaire de s'en soucier si vos besoins d'impression 3D se limitent aux impressions cosmétiques, car le PLA est tout ce dont vous aurez besoin. Cependant, l'impression de pièces fonctionnelles nécessite une compréhension de divers paramètres de filament, tels que la résistance à la traction, la ténacité/flexibilité, la résistance à la chaleur, la durabilité, le fluage et le gauchissement.
Alors, quels sont les meilleurs filaments d'impression 3D, et quand devriez-vous les utiliser les uns sur les autres ?
1. PLA (acide polylactique)
L'acide polylactique est à l'impression 3D ce que les roues d'entraînement sont aux vélos. Il est incroyablement facile d'imprimer même sur les imprimantes 3D les moins chères. Avec des températures d'impression aussi basses que 180°C, vous n'avez pas besoin d'une extrémité chaude entièrement métallique pour imprimer ce filament en toute sécurité. Le PLA ne nécessite même pas de lit chauffant, tant que la température ambiante de la pièce est maintenue au-dessus de 20°C.
Le matériau ne se déforme pratiquement pas et peut très bien ponter si vous fournissez un refroidissement adéquat des pièces. Vous ne savez pas ce que signifient tous ces termes? Découvrez notre Guide de mise à niveau Ender-3 pour en savoir plus sur les extrémités chauffantes entièrement métalliques et la sécurité des imprimantes 3D.
L'essentiel: il est incroyablement difficile de ruiner une impression PLA. Cela permet aux débutants d'apprendre progressivement les nombreux aspects compliqués de l'impression 3D sans se heurter au mur de briques des échecs d'impression répétés. En tant que débutant, s'en tenir au PLA permet de saisir facilement les principes fondamentaux de l'adhérence du lit, de l'étalonnage de la première couche, des surplombs et du pontage. Le PLA est le moyen optimal de tester les limites de l'impression 3D sans avoir à remettre en question le calibrage de votre imprimante et les paramètres du slicer.
Propriétés des filaments PLA
- Imprimabilité: Excellent
- Sélection de couleur : Excellent
- Résistance à la chaleur: Pauvre
- Résistance à la traction: Excellent
- Dureté: Pauvre
- Résistance aux UV : Excellent
- Résistance à l'humidité : Excellent
- Résistance au fluage: Pauvre
Quand utiliser le filament d'impression 3D PLA ?
Le PLA est idéal pour les impressions 3D cosmétiques, mais pas tellement pour autre chose. Malgré sa haute résistance à la traction, il manque de ténacité car le matériau est trop difficile à fléchir. Cela le rend cassant et susceptible de se fissurer dans les applications nécessitant une résistance aux chocs et à la flexion. Son imprimabilité à basse température se traduit également par une mauvaise résistance à la chaleur. Les impressions PLA se déforment lorsqu'elles sont exposées à la lumière directe du soleil ou à des conditions dans la voiture en raison de la faible température de transition vitreuse du matériau de 57°C.
La tendance du PLA à fluer ou à se déformer de manière permanente sous charge à température ambiante, le rend non viable pour toute impression fonctionnelle qui utilise des attaches ou sert à des fins de support de charge. Par conséquent, la plupart des passionnés d'impression 3D passent à d'autres matériaux une fois qu'ils ont maîtrisé les paramètres de la trancheuse et le réglage de l'imprimante 3D avec PLA.
2. PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol)
Le PETG devrait idéalement être votre deuxième défi de filament une fois que vous aurez maîtrisé le PLA. Il est assez similaire au plastique que l'on trouve dans les bouteilles d'eau et les récipients alimentaires, à l'exception de l'ajout de glycol pour améliorer l'imprimabilité. Le PETG est meilleur que le PLA dans les paramètres les plus importants. Il est légèrement plus résistant, nettement plus résistant à la chaleur, présente une excellente résistance au fluage et convient donc à l'impression 3D fonctionnelle.
Cependant, il est également légèrement plus difficile à imprimer. Ce n'est pas entièrement une mauvaise chose. Bien qu'il soit pratiquement impossible pour une imprimante bien réglée de gâcher les impressions PLA, obtenir le bon PETG nécessite une meilleure compréhension du logiciel de découpage et de l'étalonnage de la première couche. Cela fait du filament un moyen sûr d'apprendre ces concepts, qui sont essentiels pour maîtriser d'autres filaments d'impression 3D techniquement difficiles.
Le PETG est également assez hygroscopique, il est donc nécessaire de le sécher avant l'impression si vous vivez dans une zone humide. Les impressions elles-mêmes ne sont pas sujettes à l'absorption d'humidité, mais un filament humide causera des problèmes d'extrusion et de qualité d'impression. Le matériau peut adhérer de façon permanente à la plupart Surfaces d'impression 3D si la première couche est imprimée trop près de la surface de fabrication.
La nature collante et visqueuse du filament fondu en fait également un mauvais choix pour le pontage et les surplombs abrupts. Cependant, cela se traduit également par la meilleure adhérence des couches malgré sa basse température d'impression.
Propriétés des filaments PETG
- Imprimabilité: Bien
- Sélection de couleur : Bien
- Résistance à la chaleur: Moyen
- Résistance à la traction: Bien
- Dureté: Bien
- Résistance aux UV : Excellent
- Résistance à l'humidité : Pauvre
- Résistance au fluage: Bien
Quand utiliser le filament d'impression 3D PETG ?
Le PETG est le compromis parfait entre le PLA et les filaments ABS bien supérieurs. Bien qu'il n'ait pas la résistance à la température plus élevée de l'ABS, il est toujours assez bon pour que les impressions soient utilisées à l'extérieur ou à l'intérieur des voitures. Il est également considérablement plus résistant que le PLA et idéal pour les applications où la résistance aux chocs est souhaitée. La résistance au fluage du PETG le rend également idéal pour les impressions fonctionnelles et les composants d'imprimantes 3D.
3. TPE/TPU/TPC (Élastomère thermoplastique/Polyuréthane/Copolyester)
Le TPE comprend un certain nombre de plastiques aux propriétés caoutchouteuses. De tels filaments sont utilisés dans des applications où la flexibilité est souhaitée. Les filaments flexibles réguliers commercialisés sous le nom de TPE sont disponibles en différentes duretés shore, ce qui est une mesure de flexibilité. En fait, le TPE intègre une large catégorie de filaments, dont le TPU à base d'uréthane, qui est légèrement plus rigide pour améliorer l'imprimabilité. Le TPC est une variante à base de copolyester avec une résistance améliorée à la chaleur, aux UV et aux agents chimiques.
L'impression avec TPE et ses variantes est difficile en raison de la flexibilité inhérente du filament. Ces filaments sont particulièrement difficiles à imprimer avec les extrudeuses Bowden car le manque de rigidité rend difficile la poussée du filament à travers la buse. Par conséquent, extrudeuses à entraînement direct, avec un chemin de filament court entre les engrenages de l'extrudeuse et la buse, sont recommandés pour une impression fiable.
La tendance du filament à se comprimer et à s'allonger rend également les rétractions peu fiables. Cela conduit à un cordage excessif dans les impressions, ce qui nécessite une expertise pour atténuer. Il est également recommandé d'imprimer ces filaments flexibles sur un lit non chauffé, de préférence avec un agent de démoulage, tel qu'un bâton de colle ou de la laque. Si vous ne le faites pas, les impressions se lient souvent de manière permanente à la surface de construction.
Propriétés des filaments TPE
- Imprimabilité: Moyen
- Sélection de couleur : Moyen
- Résistance à la chaleur: Moyen
- Résistance à la traction: Moyen
- Dureté: Excellent
- Résistance aux UV : Bien
- Résistance à l'humidité : Pauvre
- Résistance au fluage: Bien
Quand utiliser le filament d'impression 3D TPE/TPU/TPC ?
Ces filaments flexibles sont excellents dans les applications où la résistance aux chocs, la flexion, l'usure et l'adhérence sont plus souhaitables que la rigidité. Le TPE et le TPU sont régulièrement utilisés pour imprimer en 3D des joints, des coques de téléphone et des bracelets pour appareils portables. Le TPC est une alternative plus coûteuse qui offre une résistance thermique et chimique supplémentaire adaptée aux environnements difficiles.
4. ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)
L'ABS, dans son avatar moulé par injection, se trouve dans la plupart des produits de consommation sous la forme de tableaux de bord et d'appareillages de commutation automobiles, de jouets, de raccords de tuyauterie et de châssis de la plupart des biens de consommation durables. Sans surprise, sa familiarité, son prix et sa disponibilité en ont fait le matériau de choix pour l'industrie de l'impression 3D commerciale. C'est un matériau formidable avec un rapport qualité-prix inégalé et une bonne résistance à la chaleur.
Sa résistance à la chaleur le rend incompatible avec les extrémités chaudes revêtues de PTFE bon marché. La plupart des filaments ABS nécessitent des températures de buse d'environ 250°C. Cela rend les extrémités chaudes entièrement métalliques obligatoires pour une impression en toute sécurité. Le filament dégage également des COV nocifs (composés organiques volatils) tels que le styrène, qui sont connus pour avoir un impact négatif sur la santé. Découvrez comment l'ABS se compare au PLA dans notre ABS contre Comparaison APL.
La tendance du filament ABS à se déformer rend l'impression difficile à moins que vous ne possédiez une imprimante avec une enceinte chauffée, comme la Série Voron d'imprimantes 3D DIY. Le délaminage, l'adhérence du lit et le gauchissement sont des problèmes persistants sur les grandes impressions ABS sur les imprimantes non fermées. Cela dit, la plupart des mélanges de filaments ABS modernes impriment bien, tant que vous maintenez le volume de construction fermé et utilisez le lit chauffant comme source de chaleur passive. Les filaments composites ABS renforcés de fibre de carbone et de fibre de verre atténuent considérablement ces problèmes.
Propriétés des filaments ABS
- Imprimabilité: Moyen
- Sélection de couleur : Moyen
- Résistance à la chaleur: Bien
- Résistance à la traction: Bien
- Dureté: Bien
- Résistance aux UV : Moyen
- Résistance à l'humidité : Bien
- Résistance au fluage: Excellent
Quand utiliser le filament d'impression 3D ABS ?
L'ABS présente une bonne résistance à la traction et une bonne ténacité, ce qui le rend idéal pour les impressions fonctionnelles et même certaines applications d'ingénierie. Le matériau peut être utilisé dans des applications à haute température telles que les composants d'impression 3D et les impressions fonctionnelles pour l'intérieur des voitures. Tout scénario d'ingénierie qui exige une résistance à la chaleur, aux chocs et à l'usure peut être satisfait à moindre coût avec l'ABS.
5. ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate)
L'ASA est une forme modifiée d'ABS qui est plus facile à imprimer et présente une meilleure résistance aux UV. Les grandes impressions ASA sont plus faciles grâce à leur tendance à se déformer moins que l'ABS. La plupart des filaments ASA ont également tendance à dégager moins de COV lors de l'impression.
Et tout cela est réalisé tout en maintenant la résistance, la ténacité et la résistance à la température comparables à l'ABS. Nous ne voyons aucune raison de choisir l'ABS si vous pouvez vous permettre la légère prime commandée par les filaments ASA.
Propriétés des filaments ASA
- Imprimabilité: Bien
- Sélection de couleur : Moyen
- Résistance à la chaleur: Bien
- Résistance à la traction: Bien
- Dureté: Bien
- Résistance aux UV : Excellent
- Résistance à l'humidité : Bien
- Résistance au fluage: Excellent
Quand utiliser le filament d'impression 3D ASA ?
L'ASA peut être utilisé pour les mêmes applications que l'ABS, avec la polyvalence supplémentaire de maintenir la durabilité et l'intégrité des couleurs malgré une forte exposition au soleil.
6. PA (Polyamide ou Nylon)
Le polyamide, mieux connu sous le nom de marque Nylon, se trouve dans les biens de consommation durables sous forme d'engrenages, de charnières et de glissières. Composants - essentiellement dans toute application nécessitant une résistance à l'usure extrême, un faible frottement, une excellente ténacité et un certain degré de tolérance de température. Le PA est indispensable dans les processus d'impression 3D par frittage de poudre utilisés dans les imprimantes 3D SLS commerciales.
Le nylon existe également dans l'espace d'impression 3D FDM dans divers mélanges offrant différents compromis entre résistance à la chaleur, ténacité, durabilité et résistance au fluage. Ce dernier est important car le matériau présente une tendance au fluage thermique dans son état naturel. Par conséquent, la plupart des applications d'ingénierie nécessitent du PA mélangé avec de la fibre de carbone ou de verre pour améliorer la résistance à la traction, la résistance au fluage et la tolérance à la température.
La température de transition vitreuse élevée du matériau et sa tendance innée à se déformer rendent difficile l'impression sur des imprimantes bon marché et non fermées. De plus, la tendance chronique du PA à absorber l'humidité nécessite des sécheurs de filaments capables de maintenir de manière fiable des températures de chambre de 80°C. En fait, une impression réussie nécessite également que le filament soit acheminé à travers une boîte sèche pendant l'impression. C'est un excellent filament d'ingénierie qui exige une imprimante compétente et un opérateur expérimenté.
Propriétés des filaments PA
- Imprimabilité: Pauvre
- Sélection de couleur : Pauvre
- Résistance à la chaleur: Bien
- Résistance à la traction: Bien
- Dureté: Excellent
- Résistance aux UV : Moyen
- Résistance à l'humidité : Pauvre
- Résistance au fluage: Moyen
Quand utiliser le filament d'impression 3D PA ?
Les impressions PA fonctionnelles fonctionnent bien comme pièces mécaniques, telles que les engrenages, les charnières et les leviers. Le matériau est également suffisamment résistant pour être utilisé dans la fabrication d'outils personnalisés et de prototypes nécessitant des pièces en prise solides soumises à des frottements et à des chocs. Divers mélanges de fibres de verre et de fibres de carbone peuvent également être utilisés pour modifier la rigidité et la flexibilité du matériau afin de répondre aux différentes exigences techniques.
6. PC (Polycarbonate)
Le PC est l'un des filaments d'impression 3D les plus puissants accessibles aux imprimantes 3D grand public. Quelle est la force, demandez-vous? Eh bien, le matériau est utilisé pour tout fabriquer, du verre pare-balles aux auvents des avions de chasse. Le PC peut résister à des températures aussi élevées que 110°C, certains mélanges dépassant même ce chiffre impressionnant.
Le PC a la particularité unique de présenter une résistance élevée à la traction tout en étant extrêmement résistant aux chocs. Cela lui donne la particularité d'exceller dans des applications où même le nylon est insuffisant. Cependant, ces propriétés physiques rendent l'impression sur PC difficile. Il n'est pas rare que certains mélanges PC nécessitent des températures de buse de 300 °C, le lit chauffant étant maintenu à plus de 100 °C.
Le matériau est également sujet à une déformation excessive et n'adhère bien qu'aux surfaces de construction en polycarbonate ou au ruban de polyimide. Cependant, comme le nylon, le PC est disponible dans divers mélanges, ce qui le rend plus imprimable.
Propriétés des filaments PC
- Imprimabilité: Pauvre
- Sélection de couleur : Pauvre
- Résistance à la chaleur: Excellent
- Résistance à la traction: Excellent
- Dureté: Excellent
- Résistance aux UV : Excellent
- Résistance à l'humidité : Pauvre
- Résistance au fluage: Excellent
Quand utiliser le filament d'impression 3D PC ?
Le PC est utilisé dans diverses applications industrielles, automobiles et électriques, en particulier celles nécessitant une résistance élevée et une résistance à la température. La clarté optique inhérente du matériau le rend également idéal pour les impressions transparentes, tant que l'épaisseur de paroi reste minimale.
Choisissez judicieusement votre filament d'impression 3D
Maintenant que vous disposez d'un moyen pratique de comparer diverses propriétés physiques et paramètres de performance de qualité grand public filaments, choisir le bon est une question d'évaluer quels paramètres sont les mieux adaptés à votre applications.
Si vous débutez dans l'impression 3D, nous vous recommandons de commencer par le PLA et de passer au PETG avant d'aborder des matériaux plus difficiles tels que l'ABS et le nylon.
