La fabrication additive, souvent appelée impression 3D, a révolutionné la façon dont nous créons et concevons les produits. Cette technologie permet de créer des objets en ajoutant de la matière couche par couche. 

Ce processus est très différent des méthodes de fabrication traditionnelles, qui impliquent l’utilisation de techniques soustractives (par exemple, l’usinage). 

Par conséquent, la fabrication additive nécessite des types de matériaux différents de ceux utilisés dans la fabrication traditionnelle. Dans cet article, nous allons examiner certains des matériaux les plus couramment utilisés dans la fabrication additive.

Acide polylactique (PLA)

Le PLA, également connu sous le nom d’acide polylactique, est un matériau biodégradable. Il est créé à partir de matières premières organiques comme l’amidon de maïs. Le PLA est l’un des matériaux d’impression 3D les plus faciles à utiliser, car il n’a pas besoin de plateau chauffé pour être imprimé. Le PLA s’imprime également à une température plus basse que l’ABS.

La simplicité, la variation des couleurs et les propriétés du PLA en font le meilleur matériau à utiliser pour l’impression 3D FDM (dépôt de fil).

Avantages :

• Le PLA est plus facile à imprimer
• Le PLA est disponible dans une large gamme de couleurs
• Le PLA peut être utilisé pour imprimer des motifs vieillis et nets

Inconvénients :

• Le PLA est vulnérable à la chaleur élevée. Il se déforme lorsqu’il est exposé à une température élevée
• Les matériaux créés avec le PLA ne sont pas robustes

Polyester Glycolisé (PETG)

Le PETG ou polyester de glycolyse est une variante du PET, le plus couramment utilisé sur le marché de la fabrication additive. Il s’agit d’un plastique amorphe et recyclable dont les caractéristiques combinent celles du PLA et de l’ABS.

Avantages :

• Le PET est un matériau solide, durable et recyclable
• Il peut être stérilisé pour être utilisé dans l’industrie de l’emballage alimentaire
• Il résiste à la température et est facile à imprimer

Inconvénients :

• Le matériau réagit à la lumière UV et peut l’affaiblir
• Le PET a tendance à se rayer

Retrouvez notre article : Comment imprimer du PETG

L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

Le filament ABS est l’un des filaments les plus courants utilisés dans les imprimantes 3D. Il contient des élastomères, qui rendent le matériau plus flexible et résistant aux chocs.

L’ABS est un matériau durable qui peut résister à des températures comprises entre -20°C et 80°C. En plus de sa grande résistance, c’est un matériau recyclable qui peut être utilisé dans des procédés chimiques.

Cependant, l’ABS n’est pas un matériau biodégradable et peut rétrécir au contact de l’air humide. Il ne peut pas être utilisé dans les imprimantes 3D à plateforme ouverte ; la plateforme d’impression doit être fermée et chauffée pour éviter le gauchissement et le rétrécissement.

Avantages :

• L’ABS a une grande résistance mécanique
• L’ABS existe en différentes couleurs
• L’ABS est très efficace pour créer des prototypes et des modèles

Inconvénients :

• Nécessite une plateforme fermée pour éviter le gauchissement
• L’ABS n’est pas biodégradable. Il est donc difficile de s’en débarrasser
• L’ABS dégage des fumées et des odeurs toxiques à haute température

Retrouvez notre article : comment imprimer de l’ABS

Matériau flexible (TPU)

Les filaments flexibles en TPU ou polyuréthane thermoplastique sont également un choix très populaire comme matériau d’impression 3D. Le TPU se caractérise par une flexibilité et une durabilité élevée, combinant les propriétés du caoutchouc et des thermoplastiques. En raison de sa composition chimique, le TPU est un polymère varié et offre un large éventail de cas d’utilisation.

Dans l’industrie manufacturière, le TPU est généralement utilisé pour créer des semelles de chaussures ; dans l’industrie automobile, il est utilisé pour créer des pneus et des amortisseurs. En outre, le TPU est largement utilisé dans les étuis de téléphones portables et les housses de protection pour les appareils complexes.

Avantages :

• Permet aux fabricants de créer des objets déformables
• Résistance élevée aux chocs et capacité d’absorption des chocs
• Ont une élasticité semblable à celle du caoutchouc
• Résistance aux huiles, aux graisses et à l’abrasion

Inconvénients :

• Certains grades de TPU ont une durée de conservation plus courte
• Le TPU n’est pas aussi rentable que d’autres options

Résine photopolymère

La résine est l’un des matériaux d’impression 3D les plus populaires. Les résines sont sensibles à la lumière UV et fonctionnent en utilisant une source de lumière ou un laser pour solidifier les résines. Elles sont utilisées pour créer des détails complexes avec des surfaces plus lisses.

Il existe différents types de résines pour différents besoins. Les résines plus durables sont utilisées dans les applications d’ingénierie, les résines flexibles sont utilisées dans les chaussures, etc.

Avantages :

• La résine peut être utilisée dans une multitude d’applications
• Elle ne rétrécit pas comme les autres matériaux polymères
• Les résines sont très résistantes aux produits chimiques
• La résine peut être utilisée pour produire des dessins complexes et une finition de surface plus lisse

Inconvénients :

• Les résines peuvent être chères
• Les résines sont photoréactives. Il faut donc être prudent lors du stockage des résines. Une chaleur élevée peut provoquer une polymérisation prématurée

Nylon

Le nylon ou polyamide est un matériau synthétique thermoplastique, communément appelé plastique. Il a été initialement créé comme matériau de remplacement de la soie. Le nylon est peu coûteux et est considéré comme l’un des matériaux thermoplastiques les plus solides au monde. Il est utilisé pour créer des structures géométriques très complexes.

En raison de ses caractéristiques de flexibilité, de durabilité, de faible friction et de résistance à la corrosion, le nylon est largement utilisé dans différents projets de fabrication d’additifs tels que le prototypage, la modélisation et même les chaussures et accessoires.

Le nylon nécessite une température élevée pour être imprimé, et il est plus difficile de faire adhérer le nylon au lit d’impression que d’autres matériaux. Le nylon est principalement utilisé dans les imprimantes SLS (Selective Laser Sintering) ou FDM (Fused Deposition Modelling) et FFF (Fused Filament Fabrication).

Avantages :

• Le nylon est très durable et flexible
• Le nylon possède d’excellentes propriétés mécaniques et peut être utilisé pour toute une série d’applications.
• Le nylon peut être facilement coloré, teinté et lissé.

Inconvénients :

• En raison de la différence de température, il peut y avoir un certain rétrécissement du matériau.
• Les longs cycles de refroidissement limitent la productivité
• Le filament de nylon FDM et FFF nécessite un séchage approprié pour obtenir les meilleurs résultats.

Alumide

L’alumide est un matériau d’impression 3D fabriqué en mélangeant des poudres de polyamide et d’aluminium à l’aide du procédé SLS. L’alumide a une finition poreuse et métallique et possède une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à la température. C’est pour ces raisons qu’il est utilisé dans l’industrie du prototypage rapide et de l’impression 3D.

Il est utilisé pour la création de modèles complexes, la conception ou la production de petits modèles fonctionnels qui nécessitent une grande rigidité. Toutefois, l’alumide présente certaines limites de conception.

Avantages :

• L’alumide est résistant à l’abrasion
• Il est extrêmement détaillé et propre à l’impression
• Il présente une résistance élevée à la chaleur et à la rupture.

Inconvénient :

• Surface très rugueuse
• Pas étanche
• Il a des limites de conception.

L’impression 3D industrielle est actuellement en pleine croissance. Avec les bonnes connaissances et les bons matériaux, l’impression 3D peut représenter l’avenir de la fabrication. Comme l’industrie se développe rapidement, de plus en plus de matériaux sont utilisés dans les processus d’impression 3D.