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L'impression 3D est une technologie polyvalente. En l'utilisant, vous pouvez créer une grande variété d'applications spécialisées dans une grande variété de matériaux spécialisés. Mais avant de commencer, il est important de comprendre ce que sont ces matériaux, ce qu'ils peuvent faire, de quoi ils sont faits - y compris les plastiques, les résines et les poudres - ainsi que les résultats auxquels vous pouvez vous attendre en les utilisant avec votre imprimante 3D.

Dans ce guide, nous couvrons :

  1. Que pouvez-vous faire avec une imprimante 3D ?
  2. De quoi est fait le filament d'une imprimante 3D ?
  3. Paramètres de l'imprimante expliqués
  4. Filaments d'imprimante 3D courants (PETG, TPU, ABS, PLA)
  5. Matériaux d'impression 3D en métal et en bois
  6. Matériel de support
  7. Filament, résine et poudre comparés

Que pouvez-vous faire avec une imprimante 3D ?

L'impression 3D FFF, ou fabrication de filaments fusionnés, est un processus de fabrication additif dans lequel un matériau thermoplastique est poussé à travers une buse chauffée pour créer des objets couche par couche. Les principales applications de l'impression 3D FFF incluent :

  • Aide à la fabrication. Avec des délais plus rapides que l'externalisation et une large gamme de matériaux d'ingénierie, l'impression 3D FFF est largement utilisée dans les industries manufacturières. Les imprimantes 3D fournissent des outils et des pièces de rechange rapides pour maintenir une disponibilité et une productivité maximales sur la chaîne de production. Et ils sont utilisés pour créer de manière flexible des pièces d'utilisation finale, telles que des jauges de qualité sur mesure ou des premières séries de petits lots, pour accélérer la mise sur le marché d'un produit
  • Pièces d'utilisation finale. L'impression 3D peut également être utilisée pour produire des pièces d'utilisation finale personnalisées à faible volume. Cela offre une plus grande flexibilité, permettant aux entreprises d'exécuter de petits lots de pièces sans les risques liés à la fabrication d'un lot plus important. Il est également possible d'"imprimer sur place" et de créer des produits pour le client pendant qu'il attend
  • Prototypage. Des matériaux peu coûteux et des délais de livraison courts font de l'impression 3D FFF la solution idéale pour le processus de conception itératif. Les prototypes imprimés en 3D peuvent être visuels - des pièces qui ressemblent à un produit fini - ou fonctionnels - des pièces dont les performances techniques peuvent être testées
  • Éducation. Le matériel FFF abordable et facile à utiliser permet une variété d'applications éducatives - de l'engagement des jeunes étudiants avec les bases STEAM à la fourniture de laboratoires de production pour les étudiants des collèges et universités pour travailler sur des projets d'ingénierie et développer des compétences pour le lieu de travail moderne
Une pièce d'utilisation finale imprimée en 3D : la buse d'une machine à neige à effets de film
Prototype imprimé en 3D : test d'un support de tablette

De quoi est fait le filament d'une imprimante 3D ?

Le processus de création de filaments d'impression 3D est appelé "compoundage". Tout d'abord, la résine plastique brute est produite sous forme de granulés. Ceux-ci peuvent être mélangés avec des additifs pour modifier les propriétés.

Le mélange est ensuite séché, extrudé à la largeur souhaitée (généralement 1. 75 ou 2. 85 mm), et enroulé sur une bobine. Une fois enroulé, le matériau est prêt à être utilisé en impression 3D.

Paramètres pour les matériaux d'impression 3D expliqués

Les propriétés de chaque matériau sont différentes. Il en va de même pour les caractéristiques de chaque imprimante 3D sur le marché - la taille, le boîtier, le type de buse et bien d'autres caractéristiques affecteront la façon dont un matériau s'imprime. Les caractéristiques de votre travail d'impression auront également un effet, comme la vitesse d'impression souhaitée ou la géométrie de votre pièce.

Chargement du filament sur une imprimante 3D Tronxy

Les sections suivantes de ce guide offrent des conseils de base sur la façon d'imprimer avec certains des filaments les plus largement utilisés.

Les paramètres d'impression recommandés sont donnés à titre indicatif pour les imprimantes 3D FFF et nous vous conseillons de toujours vérifier les recommandations du fabricant avant d'imprimer. (Si vous imprimez avec des matériaux Tronxy, des conseils plus détaillés sont disponibles sur nos pages d'assistance. )

Cela vous aidera à comparer les matériaux et à faire des choix sur le matériau le mieux adapté à l'application que vous avez choisie. Avec une plate-forme comme Tronxy, le logiciel est livré avec des profils d'impression préconfigurés pour nos imprimantes et nos matériaux, avec la possibilité d'en ajouter des centaines d'autres pour des filaments tiers via notre Marketplace. Tout ce que vous avez à faire est de choisir la vitesse, la qualité ou l'application que vous souhaitez, et les profils préconfigurés s'occupent du reste.

Tronxy offre les avantages d'une plate-forme transparente, mais vous pouvez également utiliser des matériaux tiers

Qu'est-ce que le PETG ?

Le PETG est un matériau d'impression 3D qui combine les avantages des filaments PLA et ABS. Il est plus résistant que le PLA, avec une résistance élevée aux chocs, une résistance mécanique et une certaine flexibilité. Il offre également une résistance à la température, aux produits chimiques et à l'usure. Une fois imprimé, il donne une finition brillante.

En termes d'utilisations, le PETG est un excellent matériau polyvalent à avoir sous la main. Sa résistance à l'usure et aux environnements difficiles le rend adapté à la création d'outils, d'autres pièces d'utilisation finale et de prototypes fonctionnels. Cette polyvalence facilite l'évolutivité et la standardisation au sein d'une organisation, ce qui signifie moins de changements de configuration et une plus grande productivité.

Comment imprimer avec le PETG

Une plage de température d'extrusion typique pour un filament PETG est de 225 à 245 °C. Bien qu'une plaque de construction chauffée ne soit pas essentielle pour tous les filaments et imprimantes PETG, elle est fortement recommandée pour garantir l'adhérence et la qualité d'impression.

Qu'est-ce que le TPU ?

Le TPU est un matériau semi-flexible qui peut être utilisé dans une grande variété d'applications d'ingénierie où les performances sont plus importantes que les qualités esthétiques. Le TPU est un matériau d'impression 3D idéal lorsque la durabilité et la flexibilité sont essentielles, car il présente une résistance exceptionnelle à l'usure et à la déchirure et une flexibilité semblable à celle du caoutchouc.

Vous verrez souvent des filaments TPU avec des noms qui incluent deux lettres et un chiffre - par exemple Tronxy TPU. Il s'agit de la dureté du matériau sur une échelle de mesure connue sous le nom d'échelle Shore. Donc dans ce cas, le filament est évalué à 95 sur l'échelle de dureté Shore A.

Comment imprimer avec TPU

Lors de l'impression 3D avec du TPU, la plupart des fabricants de filaments recommandent une température de buse d'environ 220-240 °C. Les températures de la plaque de construction peuvent varier, alors vérifiez les recommandations du fabricant. Pour une meilleure adhérence, il est souvent conseillé d'appliquer une fine couche de colle sur la plaque de construction. Une faible humidité relative est également recommandée pour éviter l'absorption d'humidité.

Si vous voulez éviter les tâtonnements qui peuvent survenir en essayant d'obtenir les bons paramètres d'impression, les filaments Tronxy et ceux de notre Marketplace sont livrés avec des profils d'impression préconfigurés pour les imprimantes Tronxy.

Une pièce en PETG imprimée en 3D, montrant la finition de surface lisse et brillante
La flexibilité du TPU le rend idéal pour ce pack spinner, qui doit résister aux chocs sans endommager les produits sur la ligne

Qu'est-ce que l'ABS ?

L'ABS est un bon choix pour créer des prototypes fonctionnels et des pièces d'utilisation finale. C'est souvent l'un des premiers matériaux que les gens essaient lorsqu'ils se lancent dans l'impression 3D pour des applications plus techniques en raison de ses bonnes propriétés mécaniques et thermiques.

Comment imprimer avec ABS

 ABS doit être imprimé sur une plaque de construction chauffée. L'ABS nécessite une température de buse plus élevée que la plupart des autres filaments, les fabricants recommandant généralement entre 220 et 260 °C.

De nombreux filaments ABS peuvent être sujets à la déformation lors de l'impression, bien que Tronxy ABS soit spécialement formulé pour minimiser cela. De plus, l'ABS s'imprime mieux lorsqu'il est enfermé de tous les côtés, car il peut être sujet au délaminage.

Qu'est-ce que l'APL ?

Le PLA est l'un des matériaux d'impression 3D FFF les plus courants. Il imprime de manière fiable avec une précision dimensionnelle élevée et une finition de surface de qualité. Cela en fait un matériau idéal pour une gamme d'applications visuelles - des prototypes détaillés aux modèles éducatifs.

Comment imprimer avec PLA

Le PLA imprime à des températures modérées, généralement autour de 190-210 °C. Pour la plaque de construction, une température d'environ 50-60 °C est idéale pour les plaques de construction chauffées, mais il est également possible d'imprimer du PLA sur une surface de construction froide.

Cliquez ici pour une discussion plus approfondie sur ABS vs PLA.

Une pièce fonctionnelle imprimée en 3D avec de l'ABS
Un prototype visuel en deux couleurs, imprimé en PLA

Quelle est la différence entre PLA et PLA+ ?

Au fil du temps, plusieurs produits matériels à base de PLA sont arrivés sur le marché, offrant l'expérience d'impression facile des filaments PLA combinée à des propriétés supplémentaires. Cela se fait généralement grâce à des additifs spéciaux pour créer un mélange à base de PLA.

Bien que certains filaments à base de PLA offrent effectivement des propriétés supplémentaires, comme le Tronxy Tough PLA, assurez-vous de faire vos propres recherches avant de décider si un filament PLA+ est adapté à vos besoins.

Le fabricant promet-il une qualité visuelle supérieure ? Vérifiez les photographies de leurs tirages pour comparer les résultats. Prétend-il offrir de meilleures propriétés mécaniques ? Vérifiez les fiches techniques des matériaux pour vous assurer que cette affirmation a été testée.

La composition chimique d'un filament doit également être clairement indiquée dans les fiches techniques du fabricant. Vérifier de quoi est composé un PLA+ particulier vous aidera également à comprendre ses véritables caractéristiques.

Qu'est-ce qu'un filament métallique pour imprimante 3D ?

Le filament d'impression 3D métallique est un type de filament FFF constitué d'un composite métal-polymère.

Le matériau métallique de l'imprimante 3D peut également être constitué d'alliages d'aluminium, de superalliages cobalt-chrome, d'inconel (alliages de nickel), de métaux précieux tels que l'argent ou l'or, d'acier inoxydable et d'alliages de titane. Celles-ci sont plus couramment utilisées avec les techniques d'impression 3D en poudre.

Comment imprimer en 3D avec du métal

Il existe plusieurs façons d'imprimer avec du métal. Pour FFF, vous aurez besoin d'un matériau composite métal-polymère. Votre imprimante 3D doit également avoir une plaque de construction appropriée avec une température comprise entre 45 et 60 °C, une buse d'extrudeuse durcie spécialisée (telle que l'acier ou le rubis) et un ventilateur de refroidissement.

Pour les autres technologies d'impression 3D telles que SLM ou DMLS, vous utiliserez de la poudre métallique. La chambre de construction de l'imprimante sera remplie d'un gaz inerte, qui réduit l'oxydation et permet à la chambre d'atteindre la température souhaitée. La poudre métallique est ensuite appliquée sur la plaque de construction. Un laser balaye la section transversale du composant, fusionnant les particules métalliques pour créer chaque couche. Lorsque la première couche est terminée, une autre couche de poudre métallique est appliquée et le processus est répété. Après l'impression, les restes de poudre doivent être éliminés en toute sécurité.

Une pièce composite métal-polymère, imprimée avec le filament BASF Ultrafuse 316L
Impressions 3D à base de bois utilisées dans un modèle architectural

Qu'est-ce qu'un filament d'imprimante 3D en bois ?

Le filament d'imprimante 3D en bois est un filament fabriqué à partir d'un composite polymère-bois. En règle générale, le PLA est combiné avec de la fibre de bois ou du liège. Une variété de filaments d'impression 3D en bois sont disponibles, tels que ceux fabriqués à partir de bambou et de pin. L'impression 3D avec du filament de bois donne une impression finale qui ressemble et se sent comme du bois.

Comment imprimer en 3D avec du bois

Le filament d'imprimante 3D en bois peut être imprimé avec des paramètres similaires au PLA. Notez qu'une température de buse plus élevée peut rendre le bois imprimé plus foncé, car cela brûlera le bois dans le filament. Une buse plus grande que 0. 4 mm est également recommandé, car cela aidera à prévenir le colmatage. Bien qu'en théorie, le filament de bois ne devrait pas être aussi abrasif qu'un matériau comme la fibre de carbone ou de verre, il est toujours recommandé d'utiliser une buse résistante à l'abrasion pour plus de sécurité.

Il est également important de noter qu'il existe de nombreux autres types de filaments d'imprimante 3D que ceux répertoriés dans ce blog, tels que l'ASA, le nylon, le PP, le TPE, le PA et le copolyester. Beaucoup d'entre eux sont couverts dans nos autres guides, y compris les matériaux résistants à l'usure, à la température et aux chocs, ainsi que les filaments ESD, ignifuges et flexibles.

Dans la section des matériaux de notre site Web, vous pouvez parcourir une large sélection de matériaux Tronxy et d'autres filaments aux propriétés spécialisées compatibles avec nos imprimantes.

Qu'est-ce que le matériel d'assistance ?

Les matériaux de support "soutiennent" littéralement une pièce pendant le processus d'impression si sa géométrie rendrait l'impression autrement impossible. Ce matériau de support doit être retiré avant que l'impression puisse être utilisée.

Les matériaux de support solubles comme le PVA et le HIPS sont solubles, ce qui signifie qu'il n'y a aucun risque d'endommager la surface de la pièce comme cela peut se produire lors du retrait manuel des supports. Le matériau de support PVA se dissout dans l'eau, tandis que HIPS nécessite un solvant D-limonène.

Un matériau comme Breakaway est supprimé manuellement. Si vous êtes pressé de commencer à utiliser votre impression, c'est plus rapide que d'attendre que le matériau se dissolve. Vous pouvez en savoir plus dans notre guide complet des supports.

Une boîte de vitesses imprimée avec un matériau de support PVA soluble
Après la dissolution du matériau de support PVA

Filament, résine et poudre comparés

Les matériaux se présentent sous différentes formes, selon la technologie de l'imprimante 3D :

  • Filaments pour imprimantes FFF
  • Résine pour SLA (stéréolithographie) et DLP (traitement à la lumière directe)
  • Poudre pour les technologies de fusion comme le SLS (frittage laser sélectif)

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D résine ?

La forme la plus courante d'imprimante 3D à résine utilise la technologie SLA pour créer des pièces. SLA utilise une résine durcissable aux UV comme matière première. La résine est versée dans un récipient à fond de verre, dans lequel une plate-forme de construction est immergée. Un laser UV projette une lumière UV sur la résine pour la durcir sélectivement en une couche horizontale des données CAO qui forme la pièce. La plate-forme se soulève alors hors du conteneur, permettant à la résine non polymérisée de se niveler. Ce processus est répété jusqu'à ce qu'un objet complet soit formé.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D à poudre ?

La forme la plus courante d'imprimante 3D à poudre utilise la technologie SLS pour créer des pièces. SLS utilise une matière première en poudre, généralement un polymère. La poudre est stockée dans un conteneur, où une lame de revêtement distribue une fine couche de matériau sur la zone de construction. Un laser haute puissance fusionne les petites particules de matériau ensemble, afin de former une seule couche horizontale des données CAO. Le conteneur se déplace ensuite d'une fraction de millimètre pour commencer une nouvelle couche, et une lame de recouvrement balaie la zone de construction pour déposer une nouvelle couche de matière première. La poudre non fondue est recyclée par tamisage et mélange de la poudre tamisée avec la poudre non utilisée. Le processus est répété jusqu'à ce qu'un objet complet soit formé.

La station de matériel S5 stocke le filament dans des conditions optimales et charge automatiquement la bobine suivante
L'impression 3D SLS implique l'élimination des restes de poudre lorsqu'une impression est terminée