Types de filaments pour imprimantes 3D
Filament PLA
Le premier filament que nous allons examiner est le PLA, ou acide polylactique. Contrairement à la plupart des autres filaments qui contiennent du pétrole, le PLA est fabriqué à partir de matières organiques. Ce monomère thermoplastique est facile d'utilisation et respectueux de l'environnement, ne se déforme pas facilement à l'impression et est apte au contact alimentaire. Il n'est pas soluble dans l'eau, mais peut être dissous dans de l'acétone, de la méthyléthylcétone ou de la soude caustique. Le PLA est cependant un peu plus fragile que certains autres filaments et sa résistance aux UV est faible.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 65 MPa | 3,8 GPa | 130 à 180 °C | 50 °C |
Certains types de filaments PLA peuvent être conducteurs.
Filament ABS
L'acrylonitrile butadiène styrène, ou ABS, est un plastique technique populaire et un type de filament d'impression 3D qui est résistant et peut supporter des températures élevées, ce qui est d'autant plus utile que l'impression avec de l'ABS utilise des températures élevées à la fois pour l'extrémité chaude et le plateau de l'imprimante.
L'utilisation d'un volume d'impression chauffé est indispensable pour obtenir des résultats optimaux, car l'ABS peut se déformer pendant l'impression, entraînant des dimensions imprécises. Chez Xometry, nous utilisons des machines industrielles de la gamme Fortus de Stratasys afin de garantir des résultats constants et d'ouvrir la voie à la production en série. L'ABS est reconnu pour sa durabilité ; il résiste aux chocs et à l'usure. Tout comme le PLA, il est insoluble dans l'eau, mais se dissout dans des solvants organiques tels que l'acétone, la méthyléthylcétone et les esters. Il est également apte au contact alimentaire.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 40 MPa | 1,6 à 2,4 GPa | 220 à 250 °C | 95 à 110 °C |
filament de fibre de carbone
Les filaments chargés de fibres de carbone sont fabriqués avec des additifs améliorant leurs propriétés mécaniques et leur aspect général. Ils présentent une meilleure stabilité dimensionnelle que d'autres types de filaments et se déforment moins. Ils peuvent accroître la durabilité de l'ABS, mais sont plus cassants et sujets à l'encrassement. Les filaments de fibres de carbone sont solubles dans les solvants organiques.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 46 MPa | 5,26 GPa | 220 à 240 °C | 100 à 110 °C |
Filament de nylon
Le nylon (ou polyamide) est un plastique technique très apprécié pour son excellente durabilité et sa résistance à l'usure. Le nylon PA 6 est le plus couramment utilisé par les amateurs. Résistant aux chocs et à l'usure, il absorbe cependant facilement l'humidité et nécessite des températures d'impression pouvant atteindre 265 °C. Il existe même des nylons adaptés au contact alimentaire. Sous l'effet de la chaleur, le nylon a tendance à se déformer lors de l'impression, mais ce phénomène peut être atténué grâce à une enceinte chauffée. Hygroscopique, le nylon se dilate au contact de l'eau et se dissout dans l'acide acétique et l'acide formique.
Bien que le nylon soit un matériau d'impression de choix grâce à ses excellentes caractéristiques, sa mise en œuvre peut s'avérer plus complexe. Chez Xometry, nos plateformes industrielles nous permettent de surmonter ces difficultés et d'imprimer avec fiabilité des pièces en Nylon 12 grâce à nos procédés d'impression FDM, MJF et SLS.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 40 à 85 MPa | 0,8 à 2 GPa | 225 à 265 °C | 70 à 90 °C |
Filament FLEXible
Le filament FLEX est un mélange exclusif de polymères qui crée un filament d'impression 3D copolymère flexible. Il fait partie de la famille des polyuréthanes thermoplastiques (TPU). Les pièces imprimées avec ce matériau peuvent atteindre une dureté Shore A de 93. Elles sont également flexibles, résistantes aux chocs et hygroscopiques. Il est donc important de les sécher avant utilisation et de les maintenir au sec pendant les impressions longues. Ce filament est naturellement durable, comme la plupart des matériaux flexibles, et ne se déforme pas.
| Résistance à la traction | Module à 100 % | Dureté | Allongement à la rupture | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|---|---|
| 40 MPa | 9,5 MPa | 93 Rivage A | 500% | 210 à 230 °C | 60°C |
Filament HIPS
Le HIPS, ou polystyrène choc, est un thermoplastique souvent utilisé pour l'usinage de prototypes avant production. L'ABS et le HIPS ayant des propriétés similaires, ce dernier est fréquemment employé comme matériau de support pour l'ABS. Durable, flexible, résistant, apte au contact alimentaire et soluble dans le D-limonène, le HIPS présente toutefois l'inconvénient de dégager des fumées dangereuses lors de l'impression. Une zone d'impression bien ventilée est donc indispensable. L'utilisation d'une gaine d'évacuation des fumées peut également s'avérer utile. Par ailleurs, le HIPS se déforme si la température n'est pas rigoureusement contrôlée. L'utilisation d'enceintes chauffantes avec du filament HIPS constitue la solution optimale.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 32 MPa | 1,5 à 3 GPa | 230 à 245 °C | 100 à 115 °C |
Filament PVA
Ce filament plastique est biodégradable, facile d'utilisation et se déforme moins que d'autres types de filaments. Le PVA, ou alcool polyvinylique, est fréquemment utilisé comme support pour le PLA et se dissout facilement dans l'eau. Cependant, cela signifie que la moindre humidité peut l'endommager et le rendre pratiquement inutilisable pour la plupart des applications pratiques ; son utilisation dans les aliments est donc déconseillée. C'est également un filament plus cher.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 78 MPa | - | 185 à 200 °C | 45 à 60 °C |
Filament PETG
Le polyéthylène téréphtalate modifié au glycol, ou PETG, est une variante modifiée du PET. L'utilisation de glycol permet d'abaisser sa température de fusion, ce qui le rend plus facile à utiliser. Résistant aux UV, il présente toutefois une faible adhérence et peut créer des fils lors de l'impression. Le PETG est très durable, se déforme peu et est apte au contact alimentaire, tout comme le PET. Il est soluble dans le toluène et la méthyléthylcétone.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 53 MPa | 2,2 GPa | 230 à 250 °C | 75 à 90 °C |
Filament TPE
Les élastomères thermoplastiques sont des matériaux flexibles pouvant être fondus dans la plupart des imprimantes 3D. Souvent confondu avec le TPU, le TPE est plus souple. Il présente une bonne résistance à l'abrasion, une excellente flexibilité, ne se déforme pas, possède une grande élasticité et adhère bien. Le tableau ci-dessous répertorie les propriétés mécaniques du TPE, basées sur le filament FilaFlex TPE.
| Résistance à la traction | Module à 100 % | Dureté | Allongement à la rupture |
|---|---|---|---|
| 32 MPa | 3,6 MPa | 70 A | 900% |
Filament PC
Reconnu comme l'un des filaments d'impression 3D les plus résistants et durables, le polycarbonate (PC) est un thermoplastique technique de pointe aux propriétés mécaniques exceptionnelles. Sa haute résistance, ainsi que sa température de transition vitreuse de 150 °C, en font un choix idéal pour les applications à haute température. Le filament de polycarbonate nécessite une température d'impression pouvant atteindre 310 °C. Il est apte au contact alimentaire et se dissout dans le tétrachlorométhane, la pyridine et le chloroforme. Il est cependant très sensible à la déformation et hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe facilement l'humidité, ce qui peut engendrer des défauts sur les pièces imprimées.
Le polycarbonate est disponible chez Xometry en version standard et en version biocompatible, appelée PC-ISO, qui peut convenir à certaines applications médicales.
| Résistance à la traction | Module de flexion | Température d'impression | Température du plateau d'impression |
|---|---|---|---|
| 72 MPa | 2,2 à 2,5 GPa | 260 à 310 °C | 80 à 120 °C |
Comment choisir le meilleur type de filament
Les filaments pour imprimantes 3D sont plus adaptés à certaines tâches ; votre choix dépendra donc de l’objet à réaliser. Pour des prototypes rapides, le PLA convient parfaitement. Pour un objet nécessitant robustesse et durabilité, privilégiez l’ABS. De manière générale, l’impression 3D est bien plus simple avec un matériau qui ne se déforme pas et n’absorbe pas l’humidité.
| Propriété | PLA | ABS |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 65 MPa | 40 MPa |
| Rigidité | 3,8 GPa | 1,6 à 2,4 |
| Température de transition vitreuse | 50 à 80 °C | 105°C |
| Facilité d'impression | En résumé, prêt à l'emploi. | Nécessite des températures élevées, a tendance à se déformer et requiert un volume de construction chauffé |
| résistance chimique | Bonne résistance chimique | Bonne résistance chimique |
| Durabilité | Le PLA est cassant et se fissure facilement. Il ne supporte pas une exposition prolongée aux intempéries. | L'ABS est très résistant, avec une haute résistance aux chocs et une bonne résistance à l'usure. |
Résumé
Dans cet article, nous avons passé en revue les propriétés mécaniques, les caractéristiques, les avantages et les inconvénients des 10 filaments d'imprimante 3D les plus courants. Pour en savoir plus sur les types de filaments d'imprimante 3D et leurs utilisations, ainsi que sur la manière dont Xometry peut vous accompagner dans la réalisation de vos pièces imprimées en 3D, contactez un représentant Xometry.
Chez Xometry, nous proposons une gamme complète deservices d'impression 3D personnalisésPour répondre aux besoins de votre projet, consultez notre outil de devis instantané.devis instantanéen quelques secondes.