découvrir les matériaux de l'impression 3d
Chapitre 1 : Présentation générale

Bienvenue dans cette série d’articles sur la résistance des matériaux en impression 3D. MultiTech 3D, spécialiste de l’impression 3D, vous accompagne dans la découverte de cette technologie fascinante.

Au cours de cette série, nous allons explorer les propriétés mécaniques des matériaux d’impression 3D les plus courants et discuter de leur résistance mécanique, chimique, électrique, etc. Nous partagerons également des conseils pratiques pour optimiser la résistance des pièces imprimées en 3D.

Dans cet article, nous commencerons par un tour d’horizon recensant les principales catégories de matériaux et quelques exemples concrets.

Chapitre 2 : Optimisez l’orientation de vos impressions 3D FDM

Chapitre 3 : Optimisez l’orientation de vos impressions 3D SLA

Chapitre 4 : Les thermoplastiques

Chapitre 5 : Les composites

Les matériaux les plus courants

Commençons par un tour d’horizon des matériaux les plus communément utilisés en impression 3D.

LES THERMOPLASTIQUES

Les thermoplastiques sont les matériaux les plus couramment utilisés en impression 3D FDM.
 
Le PLA (acide polylactique) est le plus populaire en raison de sa facilité d’utilisation, de son faible coût et de sa biodégradabilité.
 
L’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est un autre thermoplastique courant qui offre une résistance mécanique supérieure et une meilleure résistance à la chaleur par rapport au PLA, mais il est plus difficile à imprimer en raison de sa forte propension au warping.
 
Le PETG (polyéthylène téréphtalate glycol-modified) est un thermoplastique intermédiaire, avec une résistance mécanique supérieure au PLA et une facilité d’impression supérieure à l’ABS.
 
Le nylon présente des caractéristiques très intéressantes. Il possède de bonnes résistances mécaniques comme l’ABS, et il a l’avantage d’être plus flexible. Néanmoins, il n’est pas adapté aux néophytes de par les difficultés d’impression et de stockage qu’il représente.
 
Le TPU (Thermoplastic Polyurethane) est un matériau élastomère caractérisé par sa flexibilité, sa résistance à l’abrasion et sa durabilité, ce qui le rend adapté à la fabrication de pièces nécessitant des propriétés d’amortissement des chocs ou de résistance aux contraintes mécaniques.
 
 

Le PEEK et l’ULTEM

Le PEEK (polyéther ether ketone) et l’ULTEM (polyetherimide) sont des thermoplastiques ayant d’excellentes propriétés physique.

Le PEEK est 5 fois plus léger que l’acier et offre des capacités de résistance similaires. Pouvant accepter des températures bien plus élevées que les autres thermoplastique, il est particulièrement apprécié dans l’industrie.

L’ULTEM est plus abordable que le PEEK et offre également des propriétés exceptionnelles.

Ces deux matières nécessitent des imprimantes adaptées car leurs températures de fusion sont bien plus élevées que la plupart des thermoplastiques.

Pour en savoir plus, MultiTech 3D vous a déjà concocté un article complet sur le sujet : Le PEEK et l’ULTEM : des plastiques de haute performance.

LES MATERIAUX COMPOSITES

Les matériaux composites sont constitués d’une matrice de polymère renforcée par des fibres de carbone, de verre, de kevlar ou d’autres matériaux. Les pièces imprimées en composites sont connues pour leur résistance élevée et leur légèreté.

Les fibres de carbone sont particulièrement appréciées pour leur résistance à la traction et leur rigidité, mais elles sont également plus coûteuses que d’autres matériaux composites.

LES MÉTAUX

L’impression 3D métallique utilise une technologie appelée fusion de lit de poudre ou frittage laser sélectif pour créer des pièces en métal. Les métaux les plus couramment utilisés en impression 3D sont l’acier inoxydable, l’aluminium et le titane. Les pièces en métal imprimées en 3D offrent des propriétés mécaniques élevées, une résistance à la corrosion et une finition lisse. Cependant, l’impression 3D métallique est plus coûteuse que l’impression 3D FDM et SLA.

Il existe une alternative : la Fabrication à Filament Fondu avec un filament composé d’une matrice polymère chargée de métal. Un post-traitement est nécessaire pour vaporiser le plastique et fusionner le métal. Ultimaker a sorti un kit d’extension métallique complet permettant d’adapter l’imprimante Ultimaker S5 à cette technologie. 

LES RÉSINES

 

Les résines sont utilisées en impression 3D SLA (stereolithographie], une technologie qui utilise un laser pour durcir une résine liquide. C’est d’ailleurs pourquoi elles sont également qualifiée de photopolymères.
 
Les résines sont disponibles dans une variété de couleurs et de propriétés mécaniques, de la résine standard à la résine haute performance.
 
Les résines, imprimées sur des machines spéciales, sont souvent utilisées pour les applications nécessitant une haute résolution et une finition lisse, comme les bijoux, les maquettes architecturales ou les pièces dentaires.

Les matériaux moins courants

LES CÉRAMIQUES

Les céramiques ont des propriétés uniques, telles que la résistance à la chaleur et la résistance chimique, ce qui les rend très adaptées pour des applications telles que la fabrication de pièces pour les environnements à haute température ou corrosifs.

Cependant, leur utilisation en impression 3D peut être limitée par leur fragilité et leur coût élevé.

 

LES COMESTIBLES
 
Les matériaux comestibles tels que le chocolat ou la pâte à sucre sont utilisés en impression 3D pour la fabrication d’objets décoratifs ou de pièces personnalisées pour les desserts.
 
L’impression 3D de nourriture permet la personnalisation et la précision. Cependant, l’impression de nourriture en 3D est encore une technologie émergente avec des défis tels que la gestion de la température et la durée de conservation.
MATÉRIAUX POUR IMPRESSION MÉDICALE
 
Les matériaux pour impression 3D médicale sont conçus pour la fabrication de prothèses, d’implants et de modèles d’organes. Les avantages incluent une personnalisation améliorée pour chaque patient, une réduction du temps de production et des coûts de fabrication, ainsi qu’une amélioration de la qualité des soins de santé.
 
Cependant, il est important de considérer la compatibilité biologique et la sécurité lors de l’utilisation de ces matériaux en impression 3D médicale.
 
L’imprimante S300X de Lynxter (ci-contre) permet notamment de réaliser des pièces (par exemple des prothèses ou des orthèses) en silicone.

 

CONCLUSION

L’AVIS D’UN PROFESSIONNEL

En bref, il existe une grande variété de matériaux utilisés en impression 3D, chacun avec ses avantages et ses inconvénients en fonction de l’application et du processus d’impression utilisé.

Les matériaux composites et les métaux offrent une résistance mécanique élevée, tandis que les thermoplastiques et les résines offrent une plus grande variété de couleurs et de propriétés mécaniques pour répondre à différents besoins. Il convient également de noter les matériaux moins
courants tels que les céramiques, les matériaux comestibles et les matériaux pour impression 3D médicale, qui ont des utilisations spécifiques et intéressantes dans différents domaines.

Nous espérons que cette série d’articles sera utile pour tous ceux qui cherchent à mieux comprendre les propriétés mécaniques des matériaux d’impression 3D et à améliorer la qualité et la durabilité de leurs pièces imprimées en 3D. Le prochain article qui portera sur la résistance mécanique des polymères.

MultiTech 3D est une entreprise de pointe dans le domaine de l’impression 3D et nous sommes fiers d’offrir des conseils et des solutions personnalisées à nos clients. N’hésitez pas à prendre contact avec nous : https://www.multitech3d.com/contact-et-demande-de-devis/.