Plastique noir imprimé en 3D

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Sommaire

Sur cette page, vous trouverez de nombreuses informations, astuces et conseils pour réussir votre impression 3D en plastique noir. Après avoir lu cette page, vous connaîtrez :

Informations générales sur le matériau

Le matériau plastique noir

Vos objets en plastique noir sont imprimés depuis une poudre de polyamide bioplastique noir. La poudre noire est faite de matières premières renouvelables dérivées d'huile végétale, principalement de l'huile de ricin. Il est fabriqué par Arkema sous le nom commercial de Rilsan PA11. Solide et flexible à la fois, le polyamide résiste à la pression lorsqu’il subit une flexion et présente une haute résistance aux chocs. Il permet également l’impression de modèles complexes contenant des volumes inclus dans d’autres volumes.

Peu coûteux et rapide à produire, le polyamide permet, aux personnes débutantes comme aux plus expérimentées, d’imprimer leur modélisation en 3D à moindre coût. Sa surface brute a un aspect granuleux, sableux et légèrement poreux. La poudre que nous utilisons pour l'impression 3D de polyamide noir permet d'obtenir des objets noir dans la masse, avec une couleur plus résistante à l'usure et aux salissures. Il n'y a pas de post-précédes pour obtenir cette couleur. Le plastique noir est, de plus, résistant à la lumière, aux U.V. et aux variations de température. Les pièces peuvent être ensuite polies selon les finitions que vous avez choisies. Vous pouvez également réaliser vos propres finitions sur votre objet : polissage, teinture, peinture, vernissage, et plus encore. Pour en savoir plus, nous vous invitons à consulter le paragraphe dédié aux finitions pour ce matériau.

Prix et délais d'impression

Votre prix d’impression est calculé automatiquement au moment de la mise en ligne de votre fichier 3D sur notre site. Il est calculé de façon interactive. Vous pouvez donc visualiser son évolution en direct au fur et à mesure des modifications que vous apportez à votre fichier 3D. Pour obtenir le prix de votre modèle en quelques clics, il vous suffit donc de vous connecter et de transférer votre fichier 3D.

Le délai d'impression est de l'ordre de 2 à 3 jours ouvrés pour le plastique noir. Un délai supplémentaire de 24h à 48h est nécessaire suivant la finition que vous choisissez. L'impression peut parfois prendre plus de temps, selon la charge des imprimantes 3D de notre usine et la dimension de vos pièces. Le délai définitif est indiqué sur notre site au moment où vous passez votre commande.

Le délai de livraison s’ajoute au délai d’impression et dépend de l’option de livraison que vous choisissez.

Technique d’impression


PA process

L’impression 3D en polyamide noir est réalisée selon la technique de frittage sélectif par laser. Nous procédons en plusieurs étapes afin de produire votre objet :

  • Transfert de votre fichier vers l'imprimante 3D
  • Vous créez votre fichier 3D sur un logiciel dédié à la modélisation 3D puis transférez votre modèle et passez commande sur notre site. Votre modèle 3D est ensuite transmis à une de nos imprimantes 3D. Nous possédons plusieurs modèles d’imprimante sur polyamide afin de répondre vos besoins, notamment en terme de dimensions : EOS Formiga P100, P110, P395, P396 et P730.

  • Impression de l'objet en 3D
  • L’impression se fait couche par couche par frittage de poudre. Un rouleau balaie le bac d’impression pour déposer une fine couche de poudre de polyamide noir puis le laser de notre imprimante 3D soude les grains de poudre qui vont former votre objet en les chauffant sans mener jusqu’à la fusion. Le processus est répété jusqu’à l’obtention d’un bloc de poudre, au sein duquel se trouve votre objet.

  • Extraction de l'objet du bac d'impression
  • L’objet imprimé est ensuite extrait manuellement du bloc de poudre noire. En effet, une fois l’impression terminée, votre pièce est recouverte par la poudre noire qui n’a pas été chauffée. Une partie de cette poudre noire peut être réutilisée pour d’autres impressions.

  • Nettoyage et sablage
  • Votre pièce est ensuite brossée précautionneusement afin d'enlever la majeure partie de la poudre noire qui l’entoure. Les résidus de poudre noire sont ensuite nettoyés par sablage.

  • Polissage et teinture
  • Si vous choisissez des finitions spécifiques, nous pouvons ensuite polir votre pièce pour vous. Vous trouverez ci-dessous plus d’informations sur les finitions que nous proposons pour les impressions 3D en polyamide noir.

Utilisations et entretien


Whole.png

Le polyamide noir est un matériau flexible et résistant. Il permet donc une grande liberté de modélisation pour l’impression 3D et est notamment très adapté pour l’impression de modèles complexes. Par conséquent, les objets que nous imprimons dans ce matériau sont destinés à de nombreuses utilisations. Il convient aussi bien pour des objets à but mécanique (prototypes, systèmes de roulements, engrenages, objets articulés, etc.), électrique, médical, ornemental, ou pédagogique (maquettes, etc.). Dans l'industrie automobile, il est principalement utilisé dans l'analyse du comportement de pièces en collision.

Les propriétés techniques du polyamide peuvent varier selon l’épaisseur que vous prévoyez pour concevoir vos modèles. Si l’épaisseur de parois de vos pièces se situe autour de 0.8 mm, vous obtiendrez une certaine flexibilité alors que les parois de plus de 2 mm seront rigides. Pour plus d'informations sur la flexibilité du matériau polyamide, nous vous invitons à consulter le blog sur mesure du module d'élasticité.

Les pièces imprimées en polyamide noir sont résistantes à l’eau, mais ne sont pas totalement étanches, elles ne doivent donc pas être mise en contact durable avec un liquide. Le polyamide résiste à des températures allant jusqu’à 195°C (383°F). Au-delà, ses propriétés pourraient être significativement altérées.

De plus, le polyamide noir a une excellente résistance aux produits chimiques, en particulier les hydrocarbures, aldéhydes, cétones, bases minérales et sels, alcools, carburants, détergents, huiles et graisses.

Du fait de leur surface rugueuse, les objets en polyamide sont rapidement salis. Pour éviter qu'ils ne se salissent, vous pouvez effectuer un nettoyage préventif à l'aide d'eau savonneuse et en les frottant délicatement avec un tissu avant de les laisser sécher. L'avantage du polyamide noir est qu'il est teinté dans la masse et donc sa couleur est beaucoup plus résistante au frottement et à l'usure, tout en ayant d'excellentes propriétés mécaniques.

Finitions

Finitions proposées par Sculpteo


polished-black-plastic.png

L’impression 3D de vos pièces peut faire l’objet de différentes finitions.

Nous proposons 3 finitions différentes :

  • Brut : la surface est uniquement sablée, mais n’est pas polie. Elle reste donc plus rugueuse. C’est l’option la plus économique.
  • Poli : votre objet est poli par polissoir mécanique. Cela signifie qu’il est déposé dans une cuve vibrante, au milieu d’éléments abrasifs. Les mouvements de la vibration créent un frottement entre votre pièce et ces éléments, ce qui permet de la polir.
Votre pièce en polyamide est noir à l’origine. La couleur noire est donc directement dans la masse, à la différence des autres couleurs que nous pouvons proposer sur le site et qui sont effectuées par teinture.

Peindre et coller vos pièces en polyamide


PA peindre et coller

Le polyamide noir est un matériau qui se prête bien à des opérations de type peinture ou au collage post impression. Pour en savoir plus, nous vous invitons à consulter notre tutoriel sur le collage et la peinture des pièces en polyamide.

Guides de modélisation

Résolution d'impression et précision

Résolution standard 100 µm
Précision ± 0.5% (avec une limite de ± 0.5 mm)

Nos imprimantes Formiga 110 nous permettent d'imprimer vos pièces en plastique noir avec une précision de couche de 100 µm, soit 0.10 mm.

Dimensions pour vos impressions en plastique

Taille maximum plastique noir 180 x 220 x 300 mm
Taille maximum plastique noir poli 180 x 220 x 300 mm
x+y+z ≤ 540 mm


Les dimensions maximales de vos modèles sont limitées par les dimensions des bacs de nos imprimantes 3D. Vos designs doivent donc respecter les mesures maximales indiquées ci-dessus afin de pouvoir être imprimés en polyamide.

Pour pouvoir être imprimé, les dimensions de votre objet doivent au moins correspondre à l’épaisseur minimale propre au plastique. Votre objet en polyamide doit donc respecter les dimensions minimum de 0.8 x 0.8 x 0.8 mm. Vous devez également garder à l’esprit que les détails ne sont visibles qu’à partir de 0.3 mm, et que vos éléments les plus fins doivent être suffisamment épais afin de ne pas casser lors du nettoyage de votre pièce.

Épaisseurs minimales et géométrie vos impressions 3D

Epaisseur minimale pour des parois flexibles 0.8mm
Epaisseur minimale pour des parois rigides 2mm
Epaisseur minimale pour les éléments filaires 0.8mm avec support
1mm sans support
Epaisseur minimale pour les zones subissant une contrainte importante 1 à 2mm

PA thickness

Les parois de votre objet doivent être suffisamment épaisses pour supporter le procédé d’impression sans casser. Nous vous recommandons de concevoir votre modèle en respectant l’épaisseur minimale qui est propre au polyamide. Si les parois de votre design sont plus fines que 0.8 mm, il est préférable de modifier votre design afin d’ajouter des supports sur la partie la plus fragile.

Pour les designs en tige, ou bien les zones subissant une contrainte particulière, des précautions doivent être prises quant à l’épaisseur d’impression. Afin d’éviter que votre objet soit cassé, nous vous conseillons de prévoir une épaisseur d’au moins 1 mm pour les designs en tige qui n’ont pas de support, et 0.8 mm pour les parties pour lesquelles des éléments de soutien sont prévues.

Astuce

Nous vous conseillons d'ajouter des éléments de supports pour les éléments fragiles afin de limiter les portes à faux et risques de casse. Sur une figurine par exemple, vous pouvez souder les éléments fragiles au corps principal : oreilles et cils soudés au visage, col, cravatte et collier soudés au buste, etc.



Avec une épaisseur de 0.8 mm, vos parois resteront plutôt flexibles. Si vous souhaitez obtenir un design plus rigide, il vous suffit de modéliser vos pièces de façon à ce que l'épaisseur des parois soit supérieure à 2mm.

A savoir

Le plastique noir peut parfois se déformer pour les surfaces longues et fines: c’est le phénomène de cintrage.



Sculpteo propose un outil de contrôle de solidité directement en ligne. Cela vous permet de connaître les zones de fragilités de votre design, et de voir quelles parties doivent être renforcées en vue de l’impression 3D. Pour y accéder, il vous suffit de transférer votre fichier 3D et de cliquer sur "Vérification" après avoir sélectionné le matériau de votre choix.

Ne pas oublier

Il est important de noter que notre outil de contrôle de solidité ne permet pas de détecter les aberrations physiques : pièces flottantes, porte-à-faux, pièce supportant un poids trop important par rapport à son épaisseur, etc. Une vigilance particulière doit donc être accordée à la géométrie de votre design et les parties les plus sollicitées doivent être épaissies.


Embossage et gravure

Taille minimale des détails visibles 0.3 mm
Largeur et hauteur minimales conseillées pour les détails Embossage : 0.4 mm
Gravure : 0.5 mm
Largeur et hauteur minimales pour un texte lisible 0.5mm
Ratio longueur/profondeur minimum 1/1

PA details

La finesse des détails dépend de la résolution de notre imprimante 3D, mais aussi de la solidité des zones détaillées lors du nettoyage après impression. Nous vous invitons donc à respecter les tailles minimales indiquées ci-dessus pour vos détails et vos textes. Pour assurer un meilleure visibilité, la largeur de vos détails doit être au moins aussi importante que leur profondeur.


Embossing.png

Inclusion de volumes et articulation

Inclusion de volumes possible ? Oui
Articulation possible ? Oui

PA details

Notre matériau plastique noir vous permet d’imprimer vos designs les plus complexes. Le polyamide est donc le matériau idéal pour imprimer un objet articulé ou contenant des inclusions de volumes. Vous pouvez tout à fait imprimer des modèles du type côte de maille, chaîne, et plus encore.

Jeu et espacement

Espacement minimum entre parois fixes 0.5 mm
Jeu fonctionnel minimum 0.5 mm

PA details

L’impression 3D requiert qu’un espace de jeu suffisamment important soit laissé afin de nettoyer la poudre de polyamide noir présente entre deux surfaces. Cela permet d’éviter que ces parois ne restent soudées l’une à l’autre. L’espacement minimum est notamment nécessaire pour les parties qui seront articulées, mais l’est également pour l’espacement entre les parois fixes. Il est donc nécessaire de prévoir un espace supérieur à 0.5 mm entre chacune de vos surfaces.

Cet espace doit être d'autant plus important que votre pièce est grande. En effet, plus votre pièce est massive, plus les zones chauffées par le laser sont importantes : la poudre présente au niveau du jeu risque d'être soudée par propagation de la chaleur et donc impossible à extraire lors du dépoudrage. Par ailleurs, il est important de prévoir un espace permettant d’extraire la poudre non fusionnée de la zone d'articulation : dans certains cas, il est nécessaire d'ajouter des trous pour permettre cet évidement.

Ne pas oublier

Le jeu doit être d'autant plus important que votre pièce est grande. En effet, plus votre pièce est massive, plus les zones chauffées par le laser sont importantes : la poudre présente au niveau du jeu risque d'être soudée par propagation de la chaleur et donc impossible à extraire lors du dépoudrage. Par ailleurs, il est important de prévoir un espace permettant d’extraire la poudre non fusionnée de la zone d'articulation : dans certains cas, il est nécessaire d'ajouter des trous pour permettre cet évidement.


Assemblage de pièces

Possibilité d'assembler vos pièces ? Oui
Espace minimum pour l'assemblage 0.5 mm

PA details

Les pièces imprimées en polyamide noir peuvent être assemblées entre elles. Pour cela, vous devez prévoir un espace minimum entre chacun de vos pièces à assembler. Cet espace est de 0.5 mm. Vous pouvez toujours prévoir un espace plus important si vous souhaitez que votre assemblage soit plus large, et que vos pièces soient plus mobiles.

Evider votre objet

Possibilité d'évider vos pièces ? Oui

PA details

Evider vos pièces en polyamide noir vous permet de les rendre plus légères, et de réduire le prix d’impression. Il est possible d’évider votre objet directement sur notre site. Pour cela, il vous suffit de télécharger votre fichier 3D puis de cliquer sur l’onglet “Optimiser” afin d’activer la fonctionnalité “Evider”.

Il est important de prévoir au moins deux trous afin d’extraire la poudre non fusionnée, et les placer à des endroits stratégiques pour l’évidement. Les dimensions minimales de ces trous sont calculées automatiquement sur notre site.

Une chose à noter est que la poudre noire, par rapport à la poudre blanche ou grise, est plus difficile à sabler lorsqu'elles sont empaquetées dans un trou d'un certain diamètre et d'une certaine profondeur. Par exemple, un trou avec une ouverture de 9 mm et une épaisseur de 20 mm sera obstrué. Le tableau suivant place un «X» où il est possible de creuser un trou:

 Profondeur du trou (mm)
  5     7    10   12   15   17   20 
Diamètre
du
trou (mm) 
  1                
  2                
  3    X             
  4   X  X           
5 X  X  X   X  X  X  
7 X  X   X   X  X  X   
9 X  X  X  X  X   X  
 

Plusieurs objets dans un même fichier 3D

Possible d'avoir plusieurs objets dans un même fichier ? Non

plastic multishell

Il n'est pas possible d'imprimer en plastique noir plusieurs objets présents dans un même fichier 3D.

Données techniques

Propriété du matériau Conditions Unité Valeur
Masse volumique de pièces frittées EOS-Method g/cm3 0.99
Module de Young ISO 527-1/-2 N/mm2 1585 ± 25
Limite élastique ISO 527-1/-2 N/mm2 48
Elongation à la rupture ISO 527-1/-2 % 36.5 ± 8.5
Température de fusion ISO 11357-1/-3 °C 201

Pour plus d'informations, sur les propriétés du plastique noir, nous vous invitons à consulter le document ci-dessous :



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