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Que savoir des filaments pour imprimantes 3D ?

Article publié le lundi 12 septembre 2022 dans la catégorie High Tech.

Figurines, portes-clés, pochettes, il existe de nombreux accessoires qu’il est désormais facile de réaliser grâce aux imprimantes 3D. En effet, depuis leur apparition, ces dernières ont permis à plusieurs industries de se développer plus facilement. Pour la création des objets, il existe plusieurs techniques d’impression. Mais la méthode plus utilisée et de loin la plus pratique est celle qui est nommée FDM (Fused Deposition Modeling). Pour sa mise en application, il faut utiliser les consommables que sont les filaments. Quel est son principe?? Quels sont les différents types de filaments?? Comment choisir?? Découvrez les réponses à travers cet article.

Principe de l’impression 3D FDM

Le procédé FDM est l’un des plus simples en impression 3D. Il consiste à fondre un filament et à le disposer couche par couche à partir d’une buse d’impression afin d’obtenir l’objet dont le prototype a été dessiné. Le plateau d’impression descend entre chacune des couches pour permettre l’extrusion de celles qui vont suivre. Vous avez une répétition de ce processus de dépôt de couches fondues jusqu’à l’obtention du produit fini. L’extrudeur est rattaché à un système par trois différents axes que sont les directions :

  • X?;
  • Y?;
  • Z.

La qualité de l’impression 3D FDM dépend de l’épaisseur de chaque couche déposée sur le plateau de construction de l’imprimante. Il faut souligner que certaines d’entre elles disposent de plusieurs têtes d’impression. Ainsi, elles sont en mesure d’imprimer plusieurs couleurs. Dans ce processus, l’importance des supports n’est pas à négliger. En effet, lors de ce type d’impression 3D les supports sont souvent requis, surtout pour les objets qui présentent une forme géométrique assez complexe. Mais au-delà de tout, le bon choix des consommables est le plus important. À cet effet, avant d’acheter des filaments 3d, vous devez connaître les différents types qui existent.

Les différents types de filaments pour impression 3D

Il existe plusieurs types de filaments qui sont utilisés dans le domaine de l’impression 3D. Il s’agit entre autres de :

PLA

Le PLA (acide polylactique) est l’un des filaments les plus utilisés pour l’impression 3D, car son caractère biosourcé entre convenablement dans la mouvance de l’impression tridimensionnelle. Il est principalement élaboré à partir d’amidon de maïs et est biodégradable en conditions industrielles. Dans son état naturel, ce matériau possède une couleur beige et légèrement translucide.

Le PLA est très facile à imprimer. Il fond déjà lorsque la température est comprise entre 190 et 220 °C. Mais cet avantage peut tout aussi représenter un inconvénient. En effet, les objets qu’il permet de réaliser ne résistent pas à une forte chaleur. À partir de 40 à 50 degrés, ils commencent à se déformer.

ASA

L’ASA (acrylonitrile styrène acrylate) est un filament qui a été créé dans les années 1970. Il est aussi connu sous le nom de plastiques techniques. Comparativement au PLA, il présente une plus grande résistance à la chaleur, mais ce n’est pas tout. Il résiste également à la pluie au froid et à l’eau salée. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’il est utilisé dans la conception de nombreux produits du quotidien. C’est le cas des toitures de maisons, les jouets, tuyaux et profils de construction. Il est également utilisé dans l’industrie automobile. Cependant, il présente un inconvénient majeur. Il s’agit du jaunissement ou la décoloration qui survient avec le temps.

HIPS

Le filament HIPS (Hight Impact Polystyrene) présente aussi des caractéristiques remarquables. Lorsqu’il est utilisé pour la fabrication d’un objet, le rendu est sans appel. Vous aurez peu de warping et pas de déformation. L’objet dispose d’une grande solidité et peut être poncé, percé ou coupé facilement. Il est utilisé dans de nombreux domaines, notamment en industrie automobile. Cependant, tout comme les précédents, il présente un inconvénient qu’il faut souligner. Il s’agit de la gamme de couleurs peu variée. Pour trouver le blanc et le noir, il n’y a pas de problème. Mais pour ce qui est des autres couleurs, c’est un véritable casse-tête.

Il faut par ailleurs souligner que les différents types de filaments utilisés en impression 3D ne se limitent pas à ces trois. Vous avez plusieurs autres qui présentent leurs lots d’avantages et d’inconvénients. C’est le cas de :

  • Le PETG (polyéthylène téréphtalate)?;
  • Le TPU (polyuréthanes thermoplastiques)?;
  • Le Nylon (polyhexaméthylène adipamide)?;
  • Le PC (Polycarbonate).

Comment en choisir??

Avant de faire le choix de votre filament 3D, vous devez d’abord tenir compte des caractéristiques de votre imprimante. En effet, chaque appareil présente ses spécificités et ne les accepte pas tous. Prenez donc le soin de vérifier le diamètre du filament toléré par votre machine, le matériau de la buse d’impression, le matériau abrasif, le matériau corrosif et la température maximale de l’extrudeur. Une fois toutes ces vérifications effectuées, vous pouvez désormais vous intéresser aux filaments en question. Il s’agit de tenir compte de :

Leurs propriétés mécaniques 

Pour la réalisation de pièces solides pouvant résister aux chocs, les filaments de Polycarbonate ou de l’ABS sont à privilégier. Par contre, pour les objets flexibles ou semi-rigides, le TPU et le TPE sont idéals. Par ailleurs, s’ils seront en contact avec des aliments, privilégiez les matériaux à base de PET. Vous devez tenir compte de l’utilisation qui sera faite de l’objet à imprimer en 3D avant de choisir le filament qui servira pour sa réalisation.

Leurs propriétés esthétiques

En impression 3D, le rendu que vous obtiendrez dépend du type de filament que vous utilisez. La plupart des consommables disponibles sur le marché permettent d’obtenir des rendus différents, et ce, en termes de texture et de couleur. Mais en dehors de ceux-ci, demandez-vous le niveau de détails que vous souhaitez avoir. Il en est de même pour la qualité de surface voulue.

Leurs propriétés environnementales

Lorsqu’ils sont fondus, certains matériaux émettent des COV (composés organiques volatils) toxiques qui peuvent s’avérer très dangereux dans un environnement fermé. C’est le cas de l’ABS par exemple. Il est également important de vérifier si votre matériau est sensible à l’humidité et s’il nécessite une conservation dans un environnement sec. Par ailleurs, tenez compte de sa résistance à l’eau. Pour finir, vérifiez s’il émet des odeurs ou non. À cet effet, dans une pièce à vivre, il est préférable d’avoir recours au PLA, au PHA ou au PET.



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