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Solidité et robustesse : Quel matériau choisir pour votre impression 3D

Introduction

Il y a tant de choix de matériaux d’impression qu’il est possible de se sentir un peu perdu. Quel matériau est le plus adapté à vos besoins de fabrication ? À ce stade, il peut être dur pour vous de répondre à cette question. Pour vous aider, nous avons écrit des articles sur les différents matériaux disponibles, sur leurs propriétés et sur leurs possibles applications. Il y a peu nous nous étions intéressés aux matériaux d’impression flexibles, aujourd’hui, nous vous présentons les plus solides. 

L’impression 3D ne se réduit pas à la technologie FDM. Votre imprimante FDM vous permet de construire de bons prototypes mais avoir recours à de la fabrication additive plus poussée vous donne la possibilité de construire des produits finis pleinement fonctionnels. Imprimer vos pièces en 3D c’est faire le choix de créer des objets solides avec moins de déchets de production et donc avec moins de coûts de fabrication.


Nous énumérerons ici différentes technologies d’impression 3D : SLS et Jet Fusion pour les matériaux plastiques, Polyjet pour les résines et également quelques technologies disponibles pour l’impression 3D en métal. Le choix est grand mais pour vous aider à choisir, nous partagerons avec vous notre point de vue d’expert. Maintenant regardons ensemble quel(s) matériau(x) et quelle(s) technologie(s) devriez-vous choisir pour obtenir des pièces robustes et solides.

Une sélection de matériaux robustes

Le Frittage Sélectif Laser (SLS) est une technique d’impression 3D par ajouts successifs de fines couches de poudres de polymère. Une couche de poudre est déposée sur le lit d’impression, un faisceau laser d’une température de 160° C à 200° C la fritte sous la forme voulue. La SLS est une bonne technologie pour de petits volumes de production mais aussi pour faire des prototypes solides et des simulations. Elle autorise les géométries complexes et l’ajout de structures en treillis. C’est un matériau d’impression 3D très robuste. 

Une large gamme d’options avec le Nylon

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Le nylon possède la plus grande variété de propriétés. Chez Sculpteo, nous proposons le Nylon PA12, le Nylon PA11/12 et le Nylon 3200 chargé en verre. Le Nylon PA12 est disponible dans 17 couleurs, avec 5 types de finitions et 2 épaisseurs de couche. Vos pièces en Nylon PA12 seront solides mais si votre modèle possède de petites épaisseurs par endroits, elles seront également flexibles.  Le point de fusion du PA12 se situe à minima autour de 170° C et au maximum à 180° C. Avec la technologie SLS vous pouvez expérimenter autour de vos créations, faire des essais.

Le Nylon PA11/12 est tout aussi solide et viable que le Nylon PA12, mais il est plus économique. Il est disponible en gris et en une seule épaisseur de couche. Cependant, il est possible de faire polir vos pièces en PA11/12 pour obtenir des surfaces plus lisses. Le dernier mais pas des moindres Nylon 3200 chargé en verre est le plus solide des trois matériaux en Nylon. Cependant, il peut présenter quelques très petites zones de flexibilité. Il a une texture de surface plus élégante et il est possible d’ajouter un polissage supplémentaire. Le Nylon 3200 chargé en verre peut supporter des températures allant jusqu’à 176° C. 

Ultrasint® PP nat 01

Les matériaux à haute performance offrent des propriétés avancées. Notre Ultrasint® PP nat 01 est un matériau haute performance qui peut être utilisé dans l’industrie automobile<<; Ce matériau a un très haute rigidité et une haute robustesse. 

La résistance chimique de ce matériau est parfaite pour les biens industriels. Ce matériau est particulièrement intéressant pour les applications techniques, permettant également de créer des pièces robustes et légères, un atout pour de nombreux secteurs. 

Par exemple, le Polypropylène peut être utilisé pour l’impression de composants pour l’intérieur de véhicules automobiles. Les applications industrielles peuvent également être intéressantes, avec l’impression de machinerie ou de conduits.

Multi Jet Fusion PP

Le Multi Jet Fusion PP est un polypropylène parfait être utilisé dans le secteur industriel. Il combine haute rigidité, un bon allongement à la rupture et une bonne résistance aux produits chimiques.

Toutes ces propriétés font de ce matériau un plastique particulièrement intéressant pour les industries les plus exigeantes. Le Polypropylène est déjà largement utilisé au sein de secteurs tels que l’automobile. 

La possibilité d’utiliser ce matériau pour la fabrication additive offre maintenant de nouvelles opportunités, qui pourraient permettre à de nombreuses industries de se tourner vers l’impression 3D. Ce matériau permet de créer des pièces à la fois légères et robustes, deux critères très importants pour la création de pièces dans le secteur de l’automobile. 

Ultrasint® PA6 MF

Vous avez besoin d’un matériau à la fois robuste et résistant à la chaleur? L’Ultrasint® PA6 MF (Mineral Filled) pourrait être le matériau parfait pour vous. Notre PA6 MF est fabriqué sur une base de PA6 renforcé, ce matériau d’impression 3D combine haute rigidité, étanchéité et d’excellentes performances thermiques. Ce matériau plastique est le choix parfait pour des applications techniques avancées où l’utilisation de thermoplastiques renforcés est requise.  

Avec un module de traction à 3300 MPa ce matériau est résistant et parfait pour créer des pièces de moteurs ou des composants pour le secteur du transport. Le PA6 est très résistant, pouvant supporter l’assemblage d’un moteur, la chaleur, les vibrations et une charge statique. La température de fléchissement sous charge est de 207°, en font un matériau intéressant pour les projets nécessitant une résistance à la chaleur.

L’Alumide et sa texture

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L’alumide utilisé avec la technologie SLS est un matériau fait d’une combinaison de poudre de polyamide et de fines particules d’aluminium. Les propriétés de ce plastique sont globalement les mêmes que celles du Nylon. Ce qui rend l’alumide remarquable c’est sa texture et sa couleur. Si ces deux aspects sont importants pour vous, jetez un œil à ce matériau. Il a une finition brillante et est quelque peu poreux. Mais grâce à sa texture, les couches ne sont pas visibles. L’alumide est la bonne solution si vous recherchez à la fois l’esthétisme et la solidité. 

Le plastique flexible PEBA

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Il peut arriver que certains projets requièrent des pièces 3D avec un haut niveau de flexibilité. Si tel est le cas pour vous, nous vous conseillons de vous familiariser avec le plastique flexible PEBA. PEBA pour Polyether Block Amide fait partie des élastomères thermoplastiques. Il possède les mêmes propriétés que le caoutchouc. Il peut résister à de grandes contraintes physiques, à l’usure et en même temps rester très flexible. Il vous est donc possible de concevoir des designs complexes sans faire de compromis sur la qualité de vos pièces. 

Jet Fusion par HP

Jet Fusion est une technique de fabrication additive développée par HP. Elle crée des pièces de manière additive par application d’un agent liquide de fusion sur chaque couche. Le matériau Jet Fusion PA12 se démarque vraiment. Il est plus résistant que le nylon, il vous offre un certain niveau de flexibilité et en même temps, il résiste aux produits chimiques dont les hydrocarbures, les aldéhydes cétones, les bases minérales, les sels, les alcools, les carburants, les détergents, les huiles et les graisses. Voilà quelques-unes des qualités impressionnantes de notre Jet Fusion PA12.

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Ce matériau est également résistant aux rayures et à l’abrasion. Il est aussi résistant à la lumière et aux UV et peut donc être utilisé pour des projets en extérieur. Il est d’ailleurs également biocompatible. Il a une précision plus élevée que le nylon. Jet Fusion PA12 est disponible en deux couleurs, noir et gris et avec deux types de finitions.

Polyjet

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Vous connaissez maintenant les propriétés de nos plastiques les plus résistants, parlons des résines. Les résines sont imprimées avec la technologie PolyJet. L’imprimante 3D projette sur le plateau d’impression des gouttes de photopolymère liquide durcissant et chaque couche est instantanément solidifiée aux UV. Chez Sculpteo, nous proposons deux matériaux avec la technologie PolyJet : la résine VeroWhite et la résine VeroClear.

La première est disponible en 12 couleurs, alors que VeroClear n’est disponible qu’en translucide. Esthétiquement, elles ont toutes deux un aspect extérieur très qualitatif et peuvent retranscrire beaucoup de détails. Si l’esthétisme et la complexité du modèle font partie de votre cahier des charges, nos résines sont un bon choix. Bien sûr, n’oublions pas que dans cet article de blog, nous traitons avant tout de matériaux d’impression 3D solides. Sachez que la technologie PolyJet produira aussi des pièces solides et durables.

L’impression 3D des métaux : le Frittage Laser de métal ou Fusion Sélective par Laser (SLM)

Parlons maintenant des technologies additives avec utilisation de matériaux métalliques. La Fusion Sélective par Laser (SLM) est une technologie d’impression 3D qui utilise de la poudre de métal pour produire vos pièces. La poudre métallique est fusionnée par l’action d’un laser qui fait fondre la poudre aux endroits choisis. Chez Sculpteo, nous utilisons de l’aluminium AlSi7Mg0,6 composé à 90 % d’aluminium et avec 7 % de silicone et 0,6 % de magnésium. Ce matériau résiste à de hautes tensions. Il est à la fois durable et léger.

Qu’est-ce que la technologie DMLS ?

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Le DMLS (Direct Metal Laser Sintering – Frittage Laser Direct de Métal) est une autre technique d’impression 3D métallique. La différence avec la technologie SLM est la température de frittage. La DMLS ne fait pas fondre complètement la poudre métallique. Il existe deux options de matériaux pour cette technique d’impression : l’Acier Inoxydable 316L et le Titane 6AI-4V. Les composants de notre Acier Inoxydable 316L sont le fer à environ 66-70%, le chrome à 16-18%, le nickel à 11-14% et le molybdène à 2-3%. Ce matériau présente une très bonne résistance à la corrosion ainsi qu’un bel aspect extérieur. Il est bien sûr solide. Ces propriétés font de l’acier inoxydable 316L un excellent candidat pour des utilisations dans l’industrie médicale, automobile et aérospatiale.

 

La seconde option de matériau, le titane 6AI-4V est composé de titane à 88-90 %, d’aluminium à 5,5-6,5 % et de vanadium à 3,5-4,5 %. Ce matériau d’impression 3D se distingue par sa faible toxicité, sa haute résistance à l’oxydation et à l’acide ainsi que son point de fusion extrêmement élevé (1660 ° C ou 3260 ° F). Autre point important, il peut également produire des pièces avec de grands niveaux de détails.

 

Le moulage

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Enfin, concentrons-nous sur le moulage du métal. Cette méthode est adaptée aux petites pièces comme les bijoux. Elle permet la fabrication d’un grand nombre de réplicats  identiques d’un objet initial. Le premier modèle est imprimé en 3D, puis un moule est créé autour de lui pour que le métal y soit coulé. On obtient finalement des pièces métalliques identiques et de haute qualité.

Avec cette technologie, nous vous proposons 3 choix de matériaux : l’argent massif, le laiton et le bronze. Ils ont tous mêmes propriétés en matière de résistance. Ils sont robustes et ils vous fourniront une surface très lisse et un haut niveau de détails. La différence entre les matériaux réside dans les options de placage.

Tableau de comparaison de tous les matériaux

Comme vous pouvez le constater, les choix sont nombreux dès qu’il s’agit d’imprimer en 3D avec des matériaux solides ! Pour vous aider encore un peu plus à prendre votre décision, nous vous avons préparé un tableau récapitulatif de tous les matériaux dont nous avons parlé et de leurs propriétés. Leurs propriétés sont notées sur une échelle allant de 0 à 5, 5 étant la meilleure note. 

 
Matériaux Robustesse Aspect extérieur (surface) Niveau de détails Flexibilité
Nylon PA12 (SLS) 5/5 4/5 4/5 4/5
Nylon PA11/12 (SLS) 5/5 4/5 4/5 4/5
Nylon 3200 Glass-filled (SLS) 5/5 1/5 1/5 2/5
Ultrasint® PP nat 01 (SLS) 5/5 4/5 4/5 4/5
Ultrasint® PA6 MF (SLS) 5/5 4/5 4/5 0/5
Alumide (SLS) 4/5 4/5 3/5 1/5
PEBA (SLS) 4/5 3/5 3/5 5/5
Jet Fusion PA12 (Jet Fusion) 5/5 4/5 4/5 4/5
VeroWhite (PolyJet) 4/5 5/5 5/5 2/5
VeroClear (PolyJet) 4/5 5/5 5/5 2/5
Aluminium AlSi7Mg0,6 (SLM) 4/5 2/5 3/5 0/5
Acier inoxydable 316L (DMLS) 4/5 2/5 3/5 1/5
Titane 4AI- 4V (DMLS) 4/5 2/5 3/5 0/5
Argent Massif (Moulage) 4/5 5/5 4/5 2/5
Laiton (Moulage) 4/5 5/5 4/5 2/5
Bronze (Moulage) 4/5 5/5 4/5 2/5

Quel matériau avez-vous choisi ?

Dites-nous en commentaire ou sur Twitter quel matériau était le plus adapté à vos projets d’impression 3D ! Était-ce le robuste mais flexible PEBA ? Ou le solide Titane peut-être ? Chez Sculpteo, nous sommes très curieux de connaître les projets de nos clients, alors ne soyez pas timides et partagez avec nous les images ou les vidéos de vos travaux d’impression 3D. Peut-être écrirons-nous à propos de vos projets dans notre prochain article ? 

Et si vous n’êtes pas encore rentré dans l’aventure de l’impression 3D, vous pouvez aussi choisir de simplement télécharger le fichier de votre modèle sur notre service d’impression 3D en ligneDécouvrez les différentes possibilités offertes par l’impression 3D, et recevez vos pièces imprimées en 3D à ParisBordeauxToulouse et dans toute la France !

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