comment choisir sont filament 3D pour son imprimante 3D

Comment choisir son filament pour son imprimante 3D ?

 La technologie FDM (Fused Deposition Modeling) est de loin, la technologie d’impression 3D la plus populaire devant la stéréolithographie, le frittage laser ou encore le procédé de fusion métal. De plus en plus rapide, précise et abordable, l’imprimante 3D FDM se démocratise mais connaissez vous les différents types de filaments ?

Additiverse a réalisé un tour d’horizon des solutions possibles.

1.Le matériau le plus connu : l’ABS

L’acrylonitrile butadiène styrène ou ABS est un polymère thermoplastique présentant une bonne tenue aux chocs, relativement rigide, léger et pouvant être moulé. C’est le matériau privilégié par de nombreuses industries comme l’électroménagers pour la fabrication de carters d’aspirateurs par exemple ou encore les cafetières. L’ABS est couramment utilisé dans des presses d’injection plastique pour fabriquer des objets en grande série ; le fabricant de jouets danois Lego l’utilise pour fabriquer ses briques de construction.

L’ABS offre des propriétés plus intéressantes que le PLA en termes de résistance à l’eau et à la chaleur. Il est aussi très approprié pour la fabrication de pièces fonctionnelles. Avec un rendu plus lisse que le PLA, l’ABS demande généralement moins de post-traitement. Il fond à une température de 200 à 250°C. Il lui faut aussi un plateau chauffant pour éviter qu’il ne se rétracte en refroidissant. Il existe en plusieurs couleurs et peut se trouver sous forme de bobines de filament ou sous forme de polymère liquide pour le procédé SLA (stéréolithographie). L’ABS est soluble dans l’acétone ce qui permet de lisser vos pièces imprimées par application au pinceau ou par vapeur. L’acétone permet également de rendre vos pièces brillantes comme le montre la photo ci dessous (la pièce brute étant mat après impression)

acetone

Les inconvénients de l’ABS sont l’odeur qu’il dégage lors de l’impression et le retrait lors du refroidissement. Le retrait en particulier est un véritable problème pour l’impression 3D car les pièces se « recroquevillent » et se déforment en cours d’impression.

Pour contrer cela, l’ABS doit impérativement être utilisé sur une plaque chauffante, et de préférence dans une chambre de construction fermée et chauffée, de sorte qu’il reste chaud pendant l’impression et peut refroidir lentement lorsque l’impression est terminée. Mais une plaque chauffante vient augmenter le prix de l’imprimante 3D et la consommation électrique.

Boutique filament ABS

 

2.Le matériau le plus écolo : le PLA

C’est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l’emballage alimentaire (pour les œufs, l’eau minérale, les fruits et légumes, …), pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu’ici distribués dans les commerces, ou dans la fabrication de très nombreux objets injectés, extrudés ou thermoformés.

Le PLA peut-être obtenu à partir d’amidon de maïs ou de cannes à sucre, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène. Avec l’ABS, le PLA est le plastique le plus répandu dans l’impression 3D FDM. Vous pouvez imprimer des objets plus détaillés et à des vitesses plus élevées. Le PLA est particulièrement apte à produire des coins pointus. Il fond à une température comprise entre 160 et 220°C et ne nécessite pas de plateau chauffant. Toutefois, si vous souhaitez imprimer des objets de grandes tailles sans déformation, nous vous recommandons de chauffer le lit d’impression (60 degrés maximum). Les impressions en PLA (à gauche sur la photo ci-dessous) ont une surface relativement brillante par rapport à l’ABS (à droite sur la photo ci-dessous), mais le degré de brillance dépend de la température. Les utilisateurs expérimentés savent varier la brillance en faisant varier la température pendant le processus d’impression 3D.

comparaison pla abs

Inconvénient, il est sensible à l’eau et à la chaleur. Le contact répété avec l’un ou l’autre risque de provoquer des dégradations. S’il répond bien à des post-traitements comme la peinture, il n’est pas aisé de le rendre parfaitement lisse. Le ponçage ne donne pas entière satisfaction puisque le frottement fait fondre le matériau et contrairement à l’ABS, le PLA ne se pas dissous pas dans l’acétone. Il peut être dissous dans de l’hydroxyde de sodium ou encore  au contact du TétraHydroFurane (THF), à manipuler avec précaution. Le PLA est également assez fragile ce qui limite son utilisation pour la fabrication de pièces fonctionnelles qui doivent durer un certain temps. Facile à utiliser, le PLA est plutôt un matériau d’impression 3D pour les objets de décoration.

Boutique filament PLA

 

3.Les filaments spéciaux PLA

Parce que PLA est beaucoup utilisé pour fabriquer des objets de décoration, il est décliné dans un grand nombre de couleurs différentes avec des effets spéciaux. Par exemple:

  • PLA Glow-in-the-Dark : matériau phosphoresecent

glowinthedark

  • PLA Photochromatique : les couleurs changent lorsque l’objet est exposé à la lumière UV, comme la lumière du soleil.

chaleur

  • PLA étincelle (Sparky) : filament contenant des paillettes

sparky

Le PLA peut être mélangé avec … à peu près tout!  Certains mélanges vont changer son apparence et d’autres changeront ses caractéristiques.

  • PLA + PHA : Bien que le PLA soit un matériau facile à utiliser en impression 3D, il présente aussi des fragilités. Pour améliorer cette faiblesse le fabricant de filaments Néerlandais Colorfabb a développé son propre mélange unique de PLA / PHA qui améliore la robustesse du PLA. Le PHA, polyhydroxyalcanoate, est, comme le PLA, un bio-polyester, de sorte que le mélange reste 100% biodégradable. Ce matériau est disponible dans une grande variété de couleurs.

colorfabbcouleur

  • PLA + bois : Composé de fibre de bois, ce mélange permet d’imprimer des objets très comparables au bois. Proposé par plusieurs fabricants, ce mélange existe en différents tons en fonction de la source de bois utilisé.

wood   woodwatch

Boutique filament bois

  • PLA + bambou : Ce mélange contient 20% de fibres de bambou. La teinte varie, de clair à sombre, en fonction de la température. Le bambooFill est disponible chez ColorFabb

bambou

  • PLA + Brique : Il contient des fragments de craie broyée et donne un aspect proche du grès. Le filament brique est disponible auprès de différents fournisseurs, sous des noms différents, mais le plus connu est LayBrick.

laybrickfilamentmaisonlaybrick

  • PLA + Bronze : Parce que ce mélange contient du métal, la bobine est beaucoup plus lourde que d’habitude. L’effet est saisissant. Le bronzeFill de ColorFabb peut être poncé et poli pour obtenir une médaille de bronze, l’effet est impressionnant.
  • PLA + cuivre : C’est le même principe, le bronze est remplacé par du cuivre. Vendu sous le nom de copperFill par ColorFabb, il peut également être poncé et poli.

cooperfilament

  • PLA + fibre de carbone : Ce filament est fabriqué à partir de PLA mélangé avec 15% de fibres de carbone. Il est conçu pour imprimer des pièces ultra-rigides, légères et solides. Achetez du filament carbone.

fibrecarbone

Boutique filament PLA spéciaux

 

4.Les filaments spéciaux ABS

L’ABS est généralement disponible dans moins de couleurs que le PLA, mais nous avons trouvé des ABS avec des effets spéciaux comme :

  • L’ABS sensible à la température : il change de couleur en passant de bleu à blanc, de pourpre à rose ou encore de gris à blanc. Disponible chez 3D2Print.

3D2print

  • L’ABS « intelligent », le Smart ABS, améliore l’adhérence des couches et réduit de 30% le rétrécissement qui provoque la déformation lors de l’impression 3D de grandes pièces. Parce l’ABS est principalement utilisé pour les pièces fonctionnelles, il n’existe pas beaucoup de couleurs dans la version smart ABS.
  • L’ABS pliable, Bendlay, est un ABS modifié à la fois clair et très flexible. Il est 200% plus flexible que d’ABS standard et ne génère pas de marques blanches en flexion.

bendlay

5.Matériaux à haute résistance

  • XT Copolyester : Développé par ColorFabb, ce nouveau type de polymère est spécialement conçu pour l’impression 3D: il est robuste, inodore, sans bisphénol A et homologué pour le contact alimentaire. Le ColorFabb XT est disponible en 11 couleurs, mais la version d’origine neutre est très claire.

xt

  • PET : Le PET (également connu sous le polyéthylène téréphtalate) est le plastique utilisé pour la fabrication de bouteilles. Dans son état d’origine c’est un matériau transparent incolore et cristal. PET est un matériau assez rigide et très léger, très résistant aux chocs. Astuce: Pour obtenir le résultat le plus clair, vous devez imprimer à une hauteur de couche relativement épaisse (comme 300 microns). Le filament PET est disponible auprès de nombreux fournisseurs.

petfilament

  • Nylon : Quand une impression 3D nécessite une très forte résistance, le nylon est une bonne option. Le nylon s’imprime à une température relativement élevée (245 à 250 degrés Celsius), mais, contrairement à ce que vous pourriez penser, l’impression est inodore.Le nylon est beaucoup utilisé pour la fabrication de pièces mécaniques.

nylon

6.Les filaments flexibles

Le filament flexible se plie facilement est reprend sa forme initiale. Pour arriver à obtenir cette propriété, les fabricants ont dû trouver un équilibre entre flexibilité (souplesse) et l’imprimabilité. La flexibilité est parfois indiqué par un indice appelé Shore  (comme 85A ou 60D). L’échelle de dureté Shore mesure la dureté des matériaux plastiques. Plus l’indice Shore est élevé, moins le matériau sera flexible.

  • TPE (élastomère thermoplastique) : Parfois appelé caoutchouc thermoplastique, le TPE est très souple. Beaucoup d’imprimantes 3D ont des difficultés pour l’imprimer à cause de sa douceur qui peut entraîner des bourrages à l’extrusion. La marque la plus connue est Ninjaflex. Les impressions 3D en TPE peuvent facilement être pliées, elles reviendront à leur forme initiale.

ninjaflex

  • PLA flexible, aussi connu sous le nom de PLA souple, est un, plus souple que le PLA standard mais plus rigide que le TPE
  • TPU, synonyme de polyuréthane thermoplastique, a de nombreuses propriétés comprenant l’élasticité, la transparence, et la résistance à l’huile, la graisse et à l’abrasion.
  • PTC, thermoplastique Co-Polyester, est un autre matériau flexible pour impression 3D.
  • FPE , Flexible polyester, est souvent comparé au PLA flexible mais possède une résistance thermique plus élevée.

 

7.Les filaments solubles

Ils sont généralement utilisés pour imprimer des structures de soutien avec les imprimantes disposant d’un double extrudeur.

  • PVA, acétate de polyvinyle, est un composant de colle largement utilisé, comme des bâtons de colle ou de la colle à bois. Il est soluble dans l’eau et généralement utilisé comme matériau de support pour des impressions 3D en PLA. Assurez-vous de ne pas imprimer avec des températures trop élevées car il peut se transformer en goudron et boucher votre extrudeuse. La dissolution du PVA est aussi facile que de mettre votre impression dans un verre d’eau pendant quelques minutes. Le filament PVA est largement disponible dans différentes marques.

pva

  • HIPS, High Impact Polystyrène, est soluble dans le limonène. Le limonène est un hydrocarbure présent dans de nombreuses huiles essentielles. Il est notamment utilisé en parfumerie. C’est un produit chimique très fort. Il est généralement utilisé pour imprimer des structures de soutien pour les impressions 3D en ABS. HIPS est disponible dans différentes marques, y compris MakerBot.

dissolvable

Boutique filament HIPS

8.Filament poreux

Cette ligne de filament se compose de mousse, des filaments feutrés avec une structure poreuse. Avec ce filament, vous pouvez construire des objets flexibles poreux.

  • Filament Jelly : Ce matériau est fait d’un polymère de type caoutchouc et un élastomère composé de PVA. Cela signifie qu’une partie de ce filament est soluble dans l’eau. Une fois que vous rincez ce matériau dans l’eau, le composant PVA se dissout et le polymère de caoutchouc reste microporeux.
  • Filament mousse: idéal pour l’impression d’objets en caoutchouc mous, tels que des objets pliables comme une éponge, un réservoir à encre et des élastiques.
  • Filament Felty : ce matériau peut être utilisé pour l’impression 3D de membranes semi-perméables et des filtres.

 

Comment choisir le bon filament ?

En fonction de votre besoin et de votre imprimante 3D, vous devez vous poser un certain nombre de question pour choisir le matériau le mieux adapté. Voici une liste de critères à considérer :

– Quelle est la température maximum de mon extrudeuse ?

– Mon environnement est-il sensible à l’odeur et aux vapeurs chimiques ?

– Mon imprimante 3D dispose t’elle d’un lit chauffé ?

– Mon objet doit-il savoir résister à l’eau ? à la chaleur ?

– Mon objet doit-il être lisse ? brillant ?

– Mon objet est-il fonctionnel ? rigide ? flexible ?

– Mon objet comporte-t-il des zones détaillées ?

– Votre imprimante est-elle compatible avec l’ABS et/ou le PLA ? (Lire votre manuel et les conditions de garantie car certains matériaux peuvent endommager votre imprimante)

– Vérifiez également le diamètre de filament accepté par votre imprimante 3D, la plupart utilisent du filament de 1,75 mm de diamètre, mais certaines fonctionnent avec un diamètre de  2,85 mm, communément appelé  « 3 mm ».

– Vérifier la compatibilité des bobines avec votre imprimante. Chaque imprimante possède son propre système de fixation de bobine et généralement, la plupart des machines sont compatibles avec un large éventail de tailles. Toutefois, certains fournisseurs conçoivent leurs imprimantes pour empêcher l’utilisation d’autres bobines que celles du fabricant. MakerBot, par exemple, a conçu ses imprimantes de 5ème génération avec un support bobine très large et plat. Certaines imprimantes utilisent même des cartouches dédiées à la place de bobines reprenant ainsi la technique de célèbres fabricants d’imprimantes 2D pour obliger l’utilisateur à acheter le consommable du fabricant.

 

Quelle est la différence entre Premium et non Premium ?

Vous avez peut-être déjà constaté que les prix des filaments (ABS et PLA) sont très variable allant de 10 à 50€ /kg. Une partie du prix est purement marketing (lié à la notoriété de la marque) mais une autre partie est liée à la qualité du filament.

Le filament dit «Premium » coûte entre 20 et 50 € par kg, il provient de fournisseurs qui offrent de meilleurs contrôles dans le processus de production. Le facteur le plus important à cet égard est le diamètre du filament. Si une imprimante 3D est conçu pour un filament de diamètre 1,75 mm, ce dernier doit être très proche de cette mesure car un filament trop large pourrait bloquer l’extrudeuse et un filament trop étroit pourrait conduire à une perte d’adhérence de l’engrenage d’extrusion et donc une qualité d’impression médiocre.

Lors de votre achat, assurez-vous également de la quantité de filament sur la bobine. Elles contiennent généralement 0,75 kg ou 1 kg de filaments, mais certaines bobines de Makerbot par exemple, contiennent 0,9 kg. Vous pouvez également trouver de très grandes bobines de plus de 2 kg, mais gardez à l’esprit qu’elles pourraient être soit grandes pour votre support de bobine, ou trop lourdes pour votre moteur de déroulement. Les très grandes bobines peuvent être mises sur un support de bobine séparée avec une sorte de système de déroulement. Vous pouvez facilement en imprimer un en téléchargeant l’un des nombreux modèles de support de bobine personnalisé sur Thingiverse.

Voilà, j’espère que cet article vous a aidé à identifier le meilleur filament pour votre imprimante et vos impressions 3D. Pour avoir des informations sur les matériaux d’impression 3D pour les autres technologies, lisez notre article « Liste des matériaux pour impression 3D ».

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    7 Commentaires

  1. Photo du profil de paulatreides

    Bon bon petit trou d’horizon

  2. Bonjour. je suis a la recherche d’une matière qui puisse résister à des températures de 160 ° (couleur (…)) sans importante. Nous devons intégrer ce produit imprimé 3D dans un produit qui passe en cuisson.
    Merci de votre aide

  3. […] Comment choisir son filament pour son imprimante 3D ? […]

  4. Hello,

    Il n’existe pas de filaments deformable et elastique ? Une fois plié, il garde la forme et peut s’étirer un peu?

    Merci

  5. Concernant l’ABS, il existe des filaments ininflammables. C’est génial pour toutes les pièces devant supporter des frottements.
    Sinon, la qualité ne dépend pas seulement de la constance du diamètre. La qualité du matériau de base, la compatibilité avec les pigments, les additifs éventuels et surtout le processus d’extrusion comptent énormément.

  6. Bravo! Très bon article!!

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