Un court guide de l'impression 3D
Grâce à la technologie d'impression 3D, vous pouvez créer rapidement et à moindre coût des prototypes ainsi que des pièces pour une grande variété d'applications.
Cependant, le choix de la bonne méthode d'impression 3D n'est qu'une partie du puzzle. En effet, ce sont principalement les matériaux utilisés qui déterminent les propriétés fonctionnelles et mécaniques souhaitées ainsi que l'apparence visuelle des objets fabriqués.
Ce guide des matériaux pour l'impression 3D présente les plastiques et métaux les plus couramment utilisés, en comparant leurs propriétés et leurs domaines d'application.
De plus, vous apprendrez comment choisir le matériau idéal pour votre projet afin d'optimiser à la fois les performances et l'apparence de vos pièces.
Vous trouverez ci-dessous une vidéo sur YouTube du fabricant Formlabs, reconnu dans le domaine de l'impression 3D pour ses innovations en matière de nouveaux matériaux.
Il existe deux principaux types de plastiques :
Les plastiques les plus couramment utilisés sont les **thermoplastiques**.
Leur principale différence par rapport aux **thermodurcissables** est leur capacité à fondre et à se solidifier plusieurs fois.
Les thermoplastiques sont chauffés puis mis en forme selon les besoins. Ce processus est réversible, car aucune liaison chimique permanente n’est créée au niveau moléculaire.
Ainsi, les thermoplastiques peuvent être refondus et réutilisés. On les compare souvent au beurre, qui peut également fondre, se solidifier et refondre.
Cependant, à chaque cycle de fusion, leurs propriétés changent légèrement.
Les thermodurcissables, en revanche, conservent une forme solide permanente après durcissement.
Les polymères des thermodurcissables forment des liaisons réticulées lorsqu'ils durcissent, ce processus étant déclenché par la chaleur, la lumière ou un rayonnement adapté. Lorsqu’ils sont exposés à la chaleur, les thermodurcissables se décomposent au lieu de fondre et ne peuvent pas redevenir liquides en refroidissant.
Le recyclage des thermodurcissables et la récupération de leurs composants de base ne sont donc pas possibles.
On peut les comparer à une pâte à gâteau : une fois le gâteau cuit, il est impossible de le ramener à son état de pâte en le chauffant à nouveau.
Processus d'impression 3D pour les plastiques
Les trois procédés d'impression 3D les plus répandus pour les plastiques sont les suivants :
- Dépôt de matière fondue (FDM, pour "Fused Deposition Modeling") – un filament thermoplastique est fondu, extrudé à travers une buse d'impression, puis déposé couche par couche dans la zone de construction.
- Stéréolithographie (SLA) – utilise un laser pour durcir des résines photopolymères liquides en pièces solides. Ce processus est appelé photopolymérisation.
- Frittage sélectif par laser (SLS) – un laser haute puissance fusionne de fines particules de poudre thermoplastique.
Nous proposons chez nous les deux premiers procédés pour l'impression 3D :
- Le FDM, qui est la méthode d'impression 3D la plus courante sur le marché,
- ainsi que la SLA, qui consiste à durcir une résine liquide à l'aide d'un laser.
Si vous avez besoin de pièces spécifiques réalisées par le procédé SLS, nous pouvons également vous aider.
Matériaux populaires pour l'impression 3D FDM
Solide et durable, résistant à la chaleur et aux chocs :
Nous utilisons l'ABS pour la fabrication de prototypes fonctionnels.
L'ABS est également le matériau utilisé pour la plupart des pièces en plastique de votre voiture.
Nous utilisons par exemple l'ABS pour les socles de nos lampes de chevet.
Résistance à l'humidité et aux produits chimiques,
haute transparence, compatible avec le contact alimentaire (dans une certaine mesure).
Le PETG est un matériau très agréable à travailler, notamment parce qu’il existe également en version recyclée : les anciennes bouteilles en PET sont transformées en nouveau plastique.
Le matériau FDM le plus convivial :
Dur, solide mais cassant, faible résistance à la chaleur et aux produits chimiques.
Biodégradable, inodore.
Nous utilisons principalement le PLA pour des objets de décoration, comme par exemple nos lampes de chevet.
Flexible et extensible, résistant aux chocs, excellente absorption des vibrations.
Nous utilisons principalement le TPU dans le domaine des drones FPV, car il doit résister aux impacts.
Le TPU est également parfait pour imprimer des coques de protection, par exemple pour une GoPro.
Dur, solide ou extrêmement robuste. Compatible uniquement avec certaines machines industrielles haut de gamme.
Utilisé pour des prototypes fonctionnels tels que des supports, des gabarits et des équipements d'outillage.
Nous n'avons pas ce matériau en stock, car son prix au kilo peut être extrêmement élevé.
Grâce à notre partenaire, nous pouvons toutefois l'obtenir en quelques jours et fabriquer la pièce souhaitée pour vous.
SLA-3D-Druck
La stéréolithographie a été la toute première technologie d'impression 3D au monde, inventée dans les années 1980.
Elle reste aujourd'hui l'une des technologies les plus populaires auprès des utilisateurs professionnels.
Les pièces imprimées en SLA offrent la plus haute résolution et précision, les détails les plus fins et les surfaces les plus lisses parmi toutes les technologies d'impression 3D pour plastiques.
L'impression 3D en résine est une excellente option pour les prototypes détaillés avec des tolérances serrées et des surfaces lisses, ainsi que pour des pièces fonctionnelles telles que des moules de coulée, des maquettes et des pièces destinées à l'usage final.
Les pièces imprimées en 3D par SLA peuvent également être retravaillées, par exemple par polissage, peinture, revêtement, etc., permettant ainsi d'obtenir des pièces de présentation avec une finition haut de gamme.
Les pièces issues de l'impression SLA sont isotropes – leur résistance reste constante quelle que soit l'orientation, grâce aux liaisons chimiques entre les différentes couches d'impression.
Cela permet de produire des pièces aux propriétés mécaniques prévisibles, essentielles pour des applications telles que les supports et gabarits, les pièces d'usage final et les prototypes fonctionnels.
Matériaux populaires pour l'impression 3D SLA
Haute résolution, finition de surface lisse et mate.
Convient pour :
- Modèles conceptuels
- Prototypes de présentation
Nous utilisons principalement ce matériau, car il permet de maintenir des coûts relativement bas par rapport à d'autres matériaux SLA.
Haute résistance à la température,
Haute précision pour les flux d'air, de gaz et de liquides chauds
Convient pour :
- Supports, boîtiers et gabarits résistants à la chaleur
- Moules de coulée et inserts
Haute résolution, finition de surface lisse et mate.
Convient pour :
- Modèles conceptuels
- Prototypes de présentation
Nous utilisons principalement ce matériau, car il permet de maintenir des coûts relativement bas par rapport à d'autres matériaux SLA.
Matériaux solides, robustes, fonctionnels et dynamiques,
Résistent à des compressions, étirements, flexions et impacts répétés sans se casser.
Nombreux matériaux aux propriétés similaires à celles de l'ABS et du PE pour des boîtiers.
Convient pour :
- Supports et gabarits
- Assemblages
- Prototypes résistants à l'usure
Matériaux pour la coulée de précision et la fabrication de moules en caoutchouc vulcanisé
Pour une coulée facile à utiliser avec des détails fins et une grande stabilité dimensionnelle :
- Modèles d'essayage
- Modèles maîtres pour moules de coulée réutilisables
- Bijoux sur mesure
Flexibilité comparable à celle du caoutchouc, du TPU ou du silicone
Résiste à la flexion et à la compression
Supporte des déformations répétées sans se fissurer.
Convient pour :
- Développement de prototypes de biens de consommation
- Éléments conformes pour applications robotiques
- Dispositifs médicaux et modèles anatomiques
- Accessoires et maquettes pour effets spéciaux
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