Toutes les semaines, l’atelier de la provence numérique vous propose un article avec des conseils, des tutos et des démonstrations pour évoluer dans la maîtrise des outils de fabrication numérique.
Les matériaux de l’impression 3d.
Vous êtes maintenant nombreux à connaître et à utiliser l’impression 3D pour prototyper ou réparer. Vous connaissez aussi les différentes technologies: dépôt de fil, résine (sla), frittage (sls)… Mais pour avoir une vision globale des possibilités de cette technologie, il faut connaître l’ensemble des matériaux que vous pouvez utiliser et leurs applications.
Cet article n’a pas vocation à être exhaustif, mais allons vous faire découvrir les matériaux que nous avons testés et que nous utilisons le plus dans le cadre de l’atelier.
Pour faire simple, il existe 3 types de machines pour l’impression 3d, chacune pouvant utiliser des matériaux très différents et aux propriétés variées. Quelque soit la technologie choisie, vous avez donc des larges possibilités à disposition. C’est une des forces de l’impression 3D: la polyvalence.
1 ) Les Thermoplastiques:
Les imprimantes à dépôt de fil ou FDM, sont emblématiques de l’impression 3d, même si ce n’est pas la technologie la plus ancienne. Le principe est simple: un fil passe dans une buse chauffante, fond, puis est déposé sur un plateau. Quels sont les matériaux que nous pouvons utiliser ? Tous simplement tous les matériaux qui fondent sous l’effet de la chaleur et qui récupèrent leurs propriétés une fois refroidis. C’est donc le cas des Thermoplastiques dont nous avons sélectionnées les plus intéressants pour l’impression 3D:
ABS/PLA : plastiques les plus utilisés pour l’impression 3d de “loisir”. L’ABS est sollicité pour sa résistance et ses possibilités de post-traitement. Le Pla, à base d’amidon de maïs, est parfait pour les pièces de démonstration.
L’avis fablab: Facilité d’impression, prix, bon aspect.
PEEK: Le plastique haute performance ! Il nécessite des températures d’impression élevée 400°c. Il est très résistant, donc adapté aux pièces mécaniques.
D’autres avantages:
- Résistance aux températures élevées (260°C)
- Forte résistance à la traction.
- résistance aux déformations
- Résistance à une grande quantité de produit chimique
- Résistance à l’usure
- Matériau isolant
- Propriété autoextinguible :
- Matériau stérilisable
L’avis du fablab:
En raison de la température nécessaire, le Peek peut être utilisé pour fabriquer des moules de thermoformage !
Les composites: Derrière ce mot barbare, se cache l’action de mélanger des fibres à des thermoplastiques pour en modifier les propriétés physiques et/ou l’aspect.
Certains sont chargés avec des fibres de bois, pour l’aspect. D’autres contiennent de la fibre de carbone ou de verre pour augmenter leur rigidité tout en diminuant le poids.
Les flexibles: Les flex sont des thermoplastiques souples. Ils permettent d’imprimer des prototypes en imitant des matériaux souples: silicone, polyethylène, pp ps…
L’avis du fablab: Prototypage de matériaux souples.
2) Les Métaux:
Les métaux sont utilisés dans des imprimantes et type FDM, qui sont bien entendu bien différentes de celles que nous utilisons dans l’atelier. Nous parlons de températures d’impression de 800°c dans des conditions particulières.
Les métaux les plus utilisés: Aluminium, acier, inox, et même des métaux précieux:Or, argent, cuivre…
L’avis du fablab: Tarif très élevé pour des matériaux basiques.
L’autre méthode pour imprimer du métal est d’utiliser le frittage. Le frittage est un procédé de fabrication de pièces consistant à chauffer une poudre sans la mener jusqu’à la fusion. Sous l’effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce. De nombreux métaux et alliages peuvent être utilisés, toujours sous forme de poudre et permet de mélanger certains matériaux pour des applications diverses:
- contacts électriques : tungstène + cuivre ou argent,
- bagues d’étanchéité : graphite + argile, carbure de tungstène + cobalt, diverses céramiques
- balais de moteurs électriques : graphite + argile
- oxyde d’uranium fritté pour la fabrication de pastilles de combustible nucléaire
- réalisation de maquettes et de prototypes (utilisation de poudre polyamide chargée en billes de verre, en aluminium, en carbone, etc. ou non chargée),
L’avis du fablab: Polyvalence et choix des métaux et alliages.
3) Les Résines:
Les résines ne sont pas des thermoplastiques, elles sont proposées sous forme liquide et durcies grâce à des rayons de lumière UV.
Elles ne sont donc pas utilisées dans des imprimantes FDM.
Leur point fort: la précision.
Les résines “classiques”. Pour figurines et prototypes de précision.
Les résines castable: Permettent de remplacer la cire lors de la coulée de pièces métalliques.
Les résines flexibles: La résine flexible est excellente pour le prototypage, la conception des produits et l’ingénierie (poignées, grips, joints, moules, prototypage de sur-moulages mous…).
Les résines haute résistance: Pour le prototypage de pièces mécaniques.
Résines haute température: Grande résistance à la température et à la pression, Idéal pour fabriquer des moules d’injection.
4) Autres matériaux:
Ici nous allons voir d’autres matériaux qui sont susceptibles d’être imprimés en 3d:
Céramique: La céramique peut être utilisée en frittage pour la conception de pièces isolantes mais aussi en pâte pour l’artisanat d’art:
L’avis du Fablab: L’alliance de la technologie et de l’artisanat. Mais nécessite un four pour terminer la pièce.
Béton: Même procédé que pour la céramique, mais le béton sèche à l’air libre. Il faudra trouver la bonne formule ! Pas trop liquide, pas trop solide !
Le chocolat: Le chocolat se prête bien à l’impression 3d, il se comporte presque comme un thermoplastique !
- 9 décembre 2021
