L'impression 3D par dépôt de fil fondu FDM est la technologie de fabrication additive la plus utilisée dans le monde. Elle nous permet d'imprimer des thermoplastiques allant des plus usuels jusqu'à des matériaux hautes performances. La liste est longue… alors que le choix d'un matériau adapté à votre besoin est un élément primordial pour profiter au mieux de l'impression 3D.
Pour réussir à s'y retrouver parmi tous ces matériaux, nous vous proposons un guide des matériaux d'impression 3D les plus courants en FDM. Nous vous faisons part de notre expérience pour vous aider à sélectionner le matériau le plus adapté pour votre projet. Découvrez les caractéristiques, les avantages / inconvénients et les cas d'applications de chaque matériau. À la fin de cet article, nous vous proposons un tableau récapitulatif des propriétés de tous les matériaux abordés et une méthode pour choisir le plus adéquat à votre application.
Caractéristiques des matériaux d'impression 3D
PLA
Le PLA est le matériau de référence le plus utilisé, avec de très nombreuses déclinaisons disponibles. Il sert en effet de base pour des filaments "exotiques" avec des rendus esthétiques différents tels que le bois ou le métal. C'est un matériau biodégradable, très bon marché, rigide mais cassant.
Avantages | Inconvénients |
✓ Biodégradable | ✖ Faible résistance à la chaleur |
✓ Bon marché | ✖ Cassant / faible résistance aux chocs |
✓ Post traitement facile (ponçage, peinture) | |
Cas d'application
Pièces non soumises à des contraintes mécaniques, à des chocs ou à des températures élevées. Pour un délai rapide et des pièces peux coûteuses. Il convient pour la plupart des utilisations.
Exemples : prototypes, validation de forme, maquettes, pièces décoratives ou de rechange.
ABS
L'ABS est un matériau possédant des propriétés mécaniques et thermiques meilleures que le PLA, pour un coût légèrement plus élevé. Avec une grande résistance aux chocs, il est utilisé pour des pièces plus durables qui résisterons à une forte usure.
Avantages | Inconvénients |
✓ Bonne résistance aux chocs et à l'usure | ✖ Précision dimensionnelle difficile à maitriser à cause de la rétractation |
✓ Bonne résistance thermique | ✖ Non biodégradable |
✓ Reste bon marché | |
Cas d'application
Pièces soumises à des contraintes d'usure, à des chocs ou à des températures élevées.
Exemples : prototypes fonctionnels, outillages, garniture automobile, jouets.
TPU
Le TPU fait partie de la famille des flexibles, un filament avec des propriétés élastiques. Le matériau peut ainsi s'étirer et se plier facilement avant de reprendre sa forme initiale. Il offre une bonne résistance à l'usure et aux chocs, pour des pièces nécessitant de la souplesse. Il se décline en plusieurs niveaux de dureté, à adapter selon les besoins.
Avantages | Inconvénients |
✓ Bonne résistance à l'usure | ✖ Difficile à post-traiter |
✓ Bonne résistance aux chocs | ✖ Temps d'impression long |
✓ Amortissement des vibrations | ✖ Pour des formes simples uniquement |
Cas d'application
Pièces soumises à des contraintes d'usure, nécessitant une certaine souplesse.
Exemples : pneus de voiture RC, coques de téléphone, courroies, grips.
PETG
Le PETG est un matériau semi-rigide situé entre le PLA et l'ABS en termes de propriétés mécanique et physiques, avec un aspect visuel brillant et translucide. Il possède une bonne résistance aux chocs, aux produits chimiques, et est un bon isolant électrique. Compatible alimentaire et étanche, il est très utilisé dans l'emballage alimentaire.
Avantages | Inconvénients |
✓ Compatible alimentaire et étanche | ✖ Translucidité limitée |
✓ Résistant aux produits chimiques | ✖ Facilement rayable |
✓ Recyclable | |
Cas d'application
Pièces soumises à un environnement exigeant, à des chocs ou à des produits chimiques. Pour du contact alimentaire ou un besoin d'étanchéité.
Exemples : récipients alimentaires, pots de fleurs, composants électriques.
Nylon
Le Nylon est un matériau semi-flexible, avec une bonne résistance aux chocs et à l'abrasion. Il résiste également à de nombreux produits chimiques et à une température modérée (proche du PETG) suivant la gamme utilisée.
Avantages | Inconvénients |
✓ Bonne résistance à l'usure et aux chocs | ✖ Coût élevé |
✓ Résistant aux produits chimiques | ✖ Sensible à l'humidité |
✓ Bas coefficient de frottement | |
Cas d'application
Pièces soumises à des contraintes d'usures, pour une durabilité maximale.
Exemples : outillage, engrenages, secteur médical.
Tableau comparatif des matériaux d'impression 3D
Ce tableau résume les propriétés et caractéristiques des différents matériaux abordés ci-dessus. Chaque critère est évalué sur une échelle de 1 à 5. Ces valeurs sont uniquement relatives au procédé FDM et sont données à titre indicatif, car elles peuvent varier selon la marque du filament et la qualité d'impression. Il est nécessaire de se reporter à la fiche technique du matériau pour plus de renseignements.
| PLA | ABS | TPU | PETG | Nylon |
Qualité visuelle | • • • • | • • • | • • | • • | • |
Résistance mécanique | • • | • • • • | • | • • • • | • • • |
Résistance aux chocs | • | • • • • | • • • • • | • • • | • • • • |
Elasticité | • | • • | • • • • | • • | • • • |
Résistance thermique | • (≈55°C) | • • • • • (≈95°C) | • • (≈70°C) | • • • (≈80°C) | • • • (≈75°C) |
Coût | € | €€ | €€ | €€ | €€€ |
Qualité visuelle : qualité des finitions de la pièce.
Résistance mécanique : aptitude à résister globalement à une sollicitation (traction, flexion, …) sans qu'il y ait rupture.
Résistance aux chocs : aptitude à résister aux impacts.
Élongation à la rupture : aptitude à se déformer et retrouver sa forme initiale.
Résistance thermique : température maximale que l'objet peut supporter avant ramollissement et déformation.
Coût : prend en compte le prix au kg et le coût de mise en œuvre par rapport aux autres matériaux présentés.
Choisir le matériau adapté à son projet
N'oubliez pas qu'il n'y a pas de bon ou de mauvais matériau, il faut juste choisir celui qui correspond le mieux à son besoin, en fonction des performances requises.
Le choix d'un matériau adapté peut se faire en deux étapes. Il convient dans un premier temps de bien définir son besoin : caractéristiques mécaniques, thermiques, chimiques, visuelles, etc. Une fois les performances définies, il ne vous reste plus qu'à trouver le bon matériau pour votre application grâce à notre guide.
Pour approfondir et découvrir d'autres matériaux, je vous invite à effectuer vos propres recherches.
Les différents matériaux présentés dans ce guide peuvent être imprimés via notre service d'impression 3D, alors n'hésitez pas à nous contacter pour plus de renseignements.
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