Types de filaments pour imprimantes 3D

L'impression 3D est un processus de fabrication additive qui génère des pièces tridimensionnelles à partir de la conception numérique d'un produit. Le processus consiste à ajouter des couches de matériau pour créer un objet. Le filament est un matériau thermoplastique utilisé pour imprimer des objets en 3D à l'aide d'imprimantes 3D à modélisation par dépôt de matière fondue (FDM) et à fabrication par filament fondu (FFF). Il est disponible en plusieurs couleurs et matériaux, dont le PLA, l'ABS, le PETG et bien d'autres. Le filament est généralement enroulé sur une bobine, puis chargé dans l'extrudeuse d'une imprimante 3D.

L'acide polylactique (PLA) est un thermoplastique biodégradable dérivé de ressources renouvelables. Il s'agit notamment de matériaux tels que l'amidon de maïs, les racines de tapioca ou la canne à sucre. Le filament PLA est un choix populaire parmi les amateurs d'impression 3D en raison de sa facilité d'utilisation et du fait qu'il est biodégradable et ne nécessite pas de lit chauffant. Le matériau est disponible dans une variété de couleurs qui sont souvent utilisées pour les prototypes, les modèles et les pièces de production à petite échelle.

Caractéristiques du PLA :

• Peu coûteux
• Variété de couleurs
• Pas de fumées produites
• Moins susceptible de se déformer
• Biodégradable
• Caractéristiques mécaniques médiocres

L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est l'un des matériaux les plus couramment utilisés dans l'impression 3D. L'ABS est généralement utilisé pour les pièces qui nécessitent plus de résistance et de durabilité que le PLA. Le filament ABS est connu pour sa facilité d'utilisation et son prix abordable.

Caractéristiques de l'ABS :

• Peu coûteux
• Solide
• Résistant
• Stabilité chimique
• Stabilité thermique
• Production de fumées toxiques
• Tendance au gauchissement

La fibre de carbone est le résultat d'une combinaison de fibres de carbone et de plastique. Il s'agit d'un matériau léger souvent utilisé dans l'impression 3D pour produire des pièces d'une résistance et d'une durabilité supérieures. Le filament de fibre de carbone est généralement plus cher que les autres filaments, mais il offre toute une série d'avantages en termes de résistance et de performance. Il est souvent utilisé dans la fabrication de pièces pour l'aérospatiale et l'automobile. Le filament de fibre de carbone peut être utilisé avec une large gamme d'imprimantes 3D, y compris FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithography) et SLS (Selective Laser Sintering).

Caractéristiques de la fibre de carbone :

• Légèreté
• Haute résistance
• Résistance aux températures élevées
• Faible dilatation thermique
• Faible conductivité électrique
• Résistance chimique
• Coûteux
• Difficile à imprimer
• Fumées toxiques
• Mauvais fini de la surface imprimée

Le filament de nylon est obtenu à partir de polyamide, un polymère synthétique résistant, léger et flexible. Il est souvent utilisé pour créer des pièces qui requièrent résistance et durabilité, telles que des engrenages, des supports et d'autres pièces mécaniques. Le nylon est également résistant à l'usure et permet de fabriquer des objets qui doivent résister à la chaleur, aux produits chimiques et à l'humidité. Il est également utilisé pour créer des objets à la finition lisse et brillante.

Caractéristiques du nylon :

• Solide
• Résistant aux produits chimiques
• Souple
• Résistant à la chaleur
• A tendance à se déformer
• Dégradation par les ultraviolets
• Imprime à haute température

Le filament Flex est conçu pour offrir un degré de flexibilité et d'élasticité plus élevé que les filaments traditionnels. Le filament Flex est fabriqué à partir de divers matériaux, notamment le TPU (polyuréthane thermoplastique) et le TPE (élastomère thermoplastique). Il est le plus souvent utilisé pour l'impression de prototypes, de jouets ou de pièces telles que les joints en caoutchouc. Les filaments flex sont fabriqués en polyuréthane thermoplastique (TPU) et peuvent être disponibles dans une variété de couleurs, de tailles et de duretés.

Caractéristiques du Flex :

• Durable
• Souple
• Facile à imprimer
• Résistance aux produits chimiques
• Résistance à la chaleur
• Faible résistance
• Risque de rétrécissement

Le polystyrène à haut impact (HIPS) est un polymère thermoplastique qui constitue une alternative moins onéreuse au filament ABS. Il est fréquemment utilisé comme support matériel. Il est utilisé pour les prototypes, les emballages, les pièces industrielles et les équipements médicaux. Le HIPS est un matériau solide et durable, facile à imprimer avec un faible taux de rétraction, ce qui le rend idéal pour une variété d'applications. Il est souvent utilisé comme matériau de support pour les impressions en ABS ou PLA.

Caractéristiques du HIPS :

• Solide
• Résistance à l'impact
• Durable
• Stabilité à la chaleur
• Bonnes propriétés mécaniques
• Imprime à des températures plus élevées
• Emet du styrène lors de l'impression
• Tendance à la déformation
• Nécessite une imprimante à deux extrudeuses

L'alcool polyvinylique (PVA) est un filament soluble dans l'eau utilisé dans les imprimantes 3D à double extrusion pour créer des impressions 3D complexes et détaillées. Le PVA est connu pour son excellente adhérence à d'autres matériaux, ce qui le rend parfait pour la réalisation d'impressions complexes et très détaillées. Il est couramment utilisé comme matériau de support pour aider à créer des structures complexes ou étanches.

Caractéristiques du PVA :

• Adhésion au lit
• Dissolution dans l'eau
• Biodégradable en composés non toxiques
• Nécessite une imprimante à double extrudeuse
• Fenêtre de température d'impression limitée (185°C - 200°C)

Le PETG est une version modifiée du polyéthylène téréphtalate (PET), un thermoplastique souvent utilisé dans les emballages alimentaires, les bouteilles d'eau, les pièces mécaniques et d'autres objets nécessitant durabilité et solidité. Cela est dû à sa forte résistance chimique et à sa durabilité. Il s'agit d'un matériau d'impression 3D fiable qui offre une bonne adhérence des couches. Il est facile à imprimer et c'est un matériau populaire.

Caractéristiques du PETG :

• Flexibilité
• Chimiquement stable
• Résistance aux chocs
• Bon pour les produits transparents
• coûteux
• Difficile à finir

Le TPE est un matériau semblable au caoutchouc qui permet de créer des objets aux propriétés élastiques. Il est connu pour sa flexibilité, sa durabilité et sa forte résistance à l'usure. Le filament TPE est un choix populaire pour les applications qui nécessitent des pièces souples et flexibles avec une excellente résistance aux chocs.

Caractéristiques du TPE :

• Souple
• Solidité
• Durabilité
• Résistance chimique
• Facile à imprimer
• Moins coûteux
• Résistance à l'abrasion
• Respectueux de l'environnement
• Faible adhérence

Le polycarbonate (PC) est connu pour sa résistance et sa durabilité supérieures à celles des autres filaments d'impression 3D. Le filament PC est souvent utilisé pour les pièces automobiles, les équipements de protection et les composants industriels. Il est également utilisé pour l'impression d'objets nécessitant une grande résistance à la chaleur, tels que les ustensiles de cuisine et les outils médicaux.

Caractéristiques du PC :

• Solide
• Souple
• Stabilité à la chaleur
• Qualités optiques
• Sujet à l'abrasion
• Imprime à haute température
• D'autres filaments sont à prendre en compte :

TPU - Le polyuréthane thermoplastique (TPU) est conçu pour offrir une flexibilité et une durabilité accrues par rapport aux autres matériaux d'impression 3D. Le filament TPU se caractérise par sa faible abrasivité, ce qui réduit l'usure des composants de l'imprimante 3D.
PP - Le polypropylène (PP) est un polymère thermoplastique léger et flexible, connu pour sa résistance, sa durabilité et son prix abordable. Le PP présente une excellente résistance chimique, n'est pas toxique et est l'un des matériaux plastiques les plus couramment utilisés pour les produits de tous les jours. Il est utilisé pour créer des articles tels que des boîtiers, des pièces médicales, des jouets, des accessoires et des pièces mécaniques, et il peut également être utilisé pour des applications alimentaires.
PEEK - Le polyéther-éther-cétone (PEEK) est un thermoplastique exceptionnellement résistant à la chaleur et solide. Il permet de créer des pièces robustes et durables dotées d'une excellente résistance chimique et pouvant supporter des températures allant jusqu'à 270°C. Le filament Peek convient à une variété d'applications aérospatiales, automobiles et médicales.
PEI - Le polyétherimide (PEI) est un filament qui présente une bonne résistance à la chaleur, une bonne solidité et une bonne durabilité. Il est donc idéal pour l'impression de pièces qui doivent résister à des températures élevées, comme les composants de moteurs ou les pièces qui nécessitent une structure solide et rigide. Sa résistance et sa durabilité sont recherchées pour les applications médicales et aérospatiales. Les feuilles de PEI sont utilisées sur les lits des imprimantes 3D pour leur facilité d'enlèvement - c'est une surface de construction presque sans entretien pour la plupart des types de filaments sur les lits d'imprimante chauffés et non chauffés.