Guide de l'impression 3D : matériaux, types, applications et propriétés
Guide de l'impression 3D FDM :
Matériaux, Types, applications et propriétés
Il existe des dizaines de matériaux plastiques disponibles pour l’impression 3D, chacun possédant ses propres qualités uniques qui les rendent les mieux adaptés à des utilisations spécifiques. Pour simplifier le processus de recherche du meilleur matériau pour une pièce ou un produit particulier, laissez'Examinons d’abord les principaux types de plastiques et les différents procédés d’impression 3D.
Types de matières plastiques
Il existe deux principaux types de plastiques :
Les thermoplastiques sont le type de plastique le plus couramment utilisé. Leur principale différence avec les thermodurcissables est leur capacité à subir plusieurs cycles de fusion et de solidification. Les thermoplastiques peuvent être chauffés et façonnés selon la forme souhaitée. Le processus est réversible, car aucune liaison chimique ne se produit, les thermoplastiques peuvent donc être recyclés, fondus et réutilisés. Une analogie courante avec les thermoplastiques est le beurre, qui peut être fondu, resolidifié et refondu. Ses propriétés changent légèrement à chaque cycle de fusion.
Les thermodurcissables (également appelés plastiques thermodurcissables) restent dans un état solide permanent après durcissement. Les polymères des thermodurcis se réticulent pendant le processus de durcissement, provoqué par la chaleur, la lumière ou un rayonnement approprié. Les thermodurcissables se décomposent lorsqu'ils sont chauffés plutôt que de fondre et ne se reforment pas lorsqu'ils sont refroidis. Il est impossible de recycler les thermodurcissables ou de restituer au matériau ses composants de base. Les thermodurcissables sont comme la pâte à gâteau, et une fois cuits dans le gâteau, ils ne peuvent pas être fondus dans la pâte.
Processus d'impression 3D plastique
Les trois procédés d’impression 3D plastique les plus établis sont les suivants :
Les imprimantes 3D Fused Deposition Modeling (FDM) fondent et extrudent le filament thermoplastique, qui est déposé couche par couche sur la zone de construction par la buse de l'imprimante.
Les imprimantes 3D de stéréolithographie (SLA) utilisent des lasers pour transformer des résines liquides thermodurcissables en plastiques durcis, un processus appelé photopolymérisation.
Les imprimantes 3D à frittage sélectif laser (SLS) utilisent des lasers haute puissance pour faire fondre de petites particules de poudre thermoplastique.
Impression 3D FDM
La modélisation par dépôt fondu (FDM), également connue sous le nom de fabrication de filaments fondus (FFF), est la forme d'impression 3D la plus largement utilisée au niveau du consommateur, alimentée par l'émergence d'imprimantes 3D amateurs.
Cette technique est bien adaptée aux modèles de validation de principe de base, ainsi qu'au prototypage rapide et peu coûteux de pièces simples, telles que des pièces qui pourraient généralement être usinées.
Le FDM grand public a la résolution et la précision les plus faibles par rapport aux autres processus d’impression 3D plastique et n’est pas la meilleure option pour imprimer des conceptions ou des pièces complexes avec des caractéristiques complexes. Des finitions de meilleure qualité peuvent être obtenues grâce à des processus de polissage chimique et mécanique. Les imprimantes 3D FDM industrielles utilisent des supports solubles pour atténuer certains de ces problèmes et offrent une gamme plus large de thermoplastiques techniques ou même de composites, mais elles ont également un prix élevé.
Comme le filament fondu forme chaque couche, des vides peuvent parfois subsister entre les couches lorsqu'elles sont posées.'n’adhère pas complètement. Il en résulte des pièces anisotropes, ce qui est important à prendre en compte lorsque vous concevez des pièces destinées à supporter une charge ou à résister à la traction.
Les matériaux d'impression 3D FDM sont disponibles dans une variété d'options de couleurs. Il existe également divers mélanges expérimentaux de filaments de plastique pour créer des pièces avec des surfaces semblables au bois ou au métal.
Matériaux d'impression 3D FDM populaires
Les matériaux d'impression 3D FDM les plus courants sont l'ABS, le PLA et leurs différents mélanges. Les imprimantes FDM plus avancées peuvent également imprimer avec d'autres matériaux spécialisés offrant des propriétés telles qu'une résistance thermique, une résistance aux chocs, une résistance chimique et une rigidité plus élevées.
MATÉRIEL | CARACTÉRISTIQUES | APPLICATIONS |
ABS (acrylonitrile butadiène styrène) | Robuste et durable | Prototypes fonctionnels |
PLA (acide polylactique) | Les matériaux FDM les plus faciles à imprimer | Modèles conceptuels |
PETG (polyéthylène téréphtalate glycol) | Compatible avec des températures d'impression plus basses pour une production plus rapide | Applications étanches |
Nylon | Solide, durable et léger | Prototypes fonctionnels |
TPU (polyuréthane thermoplastique) | Souple et extensible | Prototypes flexibles |
PVA (alcool polyvinylique) | Matériau de support soluble | Matériel de support |
HIPS (polystyrène à fort impact) | Matériau de support soluble le plus couramment utilisé avec l'ABS | Matériel de support |
Composites (fibre de carbone, kevlar, fibre de verre) | Rigide, solide ou extrêmement résistant | Prototypes fonctionnels |
