Impression 3D étanche : tests et recommandations pour la fabrication de pièces submersibles

À retenir :

Pourquoi l'étanchéité est un enjeu en impression 3D ?

Méthodologie : test d’étanchéité sous haute pression

Les tests ont été effectués dans un caisson d’épreuve en inox, rempli d’eau douce et mis sous pression grâce à un compresseur atteignant jusqu’à 10 bars (équivalent à 100 m de profondeur). Les pièces testées avaient une épaisseur de 2 mm et comportaient un joint torique en silicone A55 (Ø ext. 47 mm / Ø int. 41 mm / ép. 3 mm), inséré dans une gorge comprimée à l’aide d’une plaque en PMMA vissée.

Toutes les configurations ont été testées avec ou sans graisse silicone diélectrique. L’étanchéité a été validée si :

aucune infiltration d’eau n’était visible sur un papier témoin,
aucune absorption d’eau n’était détectée, mesurée par pesée précise (±0,01 g) et humidimètre digital (±0,1 %).

Matériaux et configurations testés

Les tests ont porté sur six matériaux : Polypropylène brut, Polypropylène lissé, PA11 brut, PA11 lissé, PA12 brut et PA12 lissé.

Pour chaque matériau, les pièces ont été testées dans différentes configurations d’assemblage, avec ou sans graisse silicone, afin de simuler des montages réalistes.

Détail des cycles de pression appliqués

Chaque pièce a été soumise à une montée progressive de la pression dans le caisson d’épreuve. Les essais ont commencé par une exposition à une pression de 2 bars pendant 24 heures, suivie d’une nouvelle période de 48 heures à cette même pression.

Ensuite, la pression a été augmentée à 4 bars pendant 24 heures, puis maintenue pendant 48 heures supplémentaires.

Enfin, les pièces ont été soumises à une pression de 8 bars pendant 24 heures, puis 48 heures.

Ce protocole permet de tester non seulement la résistance immédiate à la pression, mais aussi la stabilité dans le temps sous contrainte. Ce processus d’escalade progressive garantit une évaluation fiable de l’étanchéité.

Résultats des tests : des différences marquées entre les matériaux

Le Polypropylène (PP) : matériau idéal pour des pièces 3D étanches

Le PP, qu’il soit brut ou lissé, avec ou sans graisse silicone, a résisté à l’ensemble des tests sans infiltration. Tous les échantillons présentaient une absorption d’eau inférieure à 0,01 %.

Les pièces sont restées parfaitement sèches à l’intérieur, même après 48 heures d’immersion sous 8 bars de pression. Ce comportement stable dans le temps et sous contrainte fait du PP un choix de référence pour les pièces devant rester étanches en immersion prolongée.

PA11 et PA12 : absorption d’eau trop importante

Les pièces imprimées en PA11 et PA12, même lissées et avec graisse silicone, ont toutes présenté une absorption d’eau supérieure à 5 %, ce qui les rend inadaptées pour des montages devant rester étanches sur la durée.

Aucune fuite franche n’a été détectée visuellement, mais les matériaux eux-mêmes ont absorbé de l’humidité, ce qui compromet la durabilité. Les solutions d’imperméabilisation secondaires (vernis ou revêtements) sont possibles, mais leur mise en œuvre est complexe, coûteuse, et peu fiable sur le long terme.

Caractéristique / Matériau	Absorption d’eau (moyenne)	Détection de fuite (test papier)	Adapté à l’immersion longue durée	Performance à 8 bars / 48 h	Effet du lissage	Effet de la graisse silicone	Compatibilité avec exposition d'eau
Polypropylène (PP)	< 0,01 %	0 % (aucune infiltration)	100 % (tous les cycles réussis)	Réussi	Négligeable sur l'étanchiété, facilité de nettoyage	Améliore l’étanchéité (joint uniquement)	Compatible pour longue durée
PA11	5,4 % – 6,3 %	0 % (aucune infiltration)	0 % (absorbe l’humidité)	Le buvard reste étanche	Négligeable sur l'étanchiété, facilité de nettoyage	Aucun effet sur l’absorption	Compatible pour immersive courte ou éclaboussure
PA12	5,7 % – 6,8 %	0 % (aucune infiltration)	0 % (absorbe l’humidité)	Le buvard reste étanche	Négligeable sur l'étanchiété, facilité de nettoyage	Aucun effet sur l’absorption	Compatible pour immersive courte ou éclaboussure

Influence du lissage, de la graisse et de l’assemblage

Les enseignements secondaires des tests sont clairs. Le lissage de la pièce n’a pas d’impact significatif sur sa perméabilité globale. La graisse silicone, quant à elle, améliore l’étanchéité du joint torique, mais ne bloque pas l’absorption d’eau par le matériau.

Enfin, en milieu salin, il est impératif d’utiliser des vis et inserts métalliques compatibles pour éviter l’électrolyse (par exemple, vis en inox avec inserts en inox).

Recommandations pratiques selon les conditions d’usage

Pour des applications exposées à la pluie, aux éclaboussures ou à des conditions humides occasionnelles, le PA11 ou PA12 peut convenir, à condition de bien contrôler l’épaisseur, la conception des assemblages, et d’appliquer des précautions supplémentaires.

En cas d’immersion courte, le PA11 ou le PA12 peuvent être utilisés, mais il faudra accepter un certain degré d’absorption d’humidité et vérifier l’étanchéité systématiquement.

Pour les situations d’immersion longue par exemple, des capteurs immergés plusieurs heures ou jours seul le Polypropylène (PP), brut ou lissé, a démontré une étanchéité fiable et durable.

Enfin, pour une immersion longue en environnement salin, comme en mer, le PP s’impose comme le seul matériau adapté, du fait de son caractère hydrophobe et de sa stabilité dans le temps.

Condition d’application	Éclaboussures / Pluie / Exposition extérieure	Immersion de courte durée	Immersion de longue durée	Immersion de longue durée en eau salée
Matériau recommandé	PA11 / PA12 (avec précaution)	PA11 / PA12 (utilisation limitée)	Polypropylène (PP)	Polypropylène (PP)

Ce que Sculpteo vous propose

Nous imprimons avec des technologies avancées (SLS, HP Multi Jet Fusion) et maîtrisons les post-traitements, dont le lissage, pour assurer des performances mécaniques et esthétiques optimales. Même si les tests d’étanchéité ne sont pas réalisés en interne, notre équipe s’appuie sur des données concrètes issues d’essais validés pour vous apporter un accompagnement d’expert dans le choix des matériaux. Grâce à notre retour d’expérience sur de nombreux cas d’usage fonctionnels, nous vous guidons vers les solutions d’impression 3D les plus fiables pour garantir la performance de vos pièces.

Vous n’êtes pas sûr que votre application soit compatible avec nos matériaux ? Nous pouvons vous aider à effectuer des tests pour déterminer si votre processus et vos conditions conviennent à l’utilisation de nos matériaux.

Voir aussi :

Recevez les dernières actualités de l’impression 3D

Inscrivez-vous à notre newsletter pour tout connaître des dernières technologies d’impression 3D et de leurs applications, mais aussi des nouveaux matériaux et logiciels 3D.