Les matériaux utilisés en impression 3d


Les matériaux utilisés en impression 3d

De nombreux matériaux sont utilisés en impression 3d et comportent des qualités variées : souplesse, résistance, poids, thermorégulation… Selon l’objectif du projet et la technologie d’impression choisie, une variété de supports est possible.

L’aspect du produit et le rendu final peut vraiment être différent selon le matériau choisi. LEs plastiques et les métaux sont les matériaux utilisés dans la grande majorité des cas.

 

Les plastiques

Abs ou acrylonitrile butadiène styrène

L’acrylonitrile butadiène styrène ou Abs est un thermoplastique à base de polybutadiène qui possède des propriétés de résistance au choc et de souplesse. Ce matériau peut supporter des températures très basses, environ -20°, comme très hautes environ 80°. L’abs permet d’obtenir des objets avec une surface polie et résistante. C’est un matériau qui n’est pas biodégradable. Dans la fabrication additive, il fait partie d’un des deux matériaux les plus utilisés en industrie avec le Pla. Chez les particuliers, la FDM est la plus utilisée par l’imprimante de bureau. 

Pla ou acide polylactique

L’acide polylactique ou Pla est un matériau (avec l’abs) le plus utilisé dans le secteur de la fabrication additive. Le Pla est un matériau bioplastique fabriqué à partir de matière renouvelable d’origine végétale. Il est non toxique, mais il peut se détériorer au contact de l’eau. Il doit être imprimé avec des températures pas très élevées afin de refroidir rapidement et donc plus difficile à manipuler. 

Pet ou polytéréphalate d’éthylène

Le polytéréphtalate d’éthylène ou Pet est un plastique polyester semi-rigide qui possède une bonne résistance lors de l’impression, il est également 100% recyclable. Il est principalement utilisé pour tout ce qui est en contact alimentaire : bouteilles plastiques, emballages, etc. Il existe différentes variétés de pet comme le PETE, PETT ou encore le PETG.

Pc ou polycarbonate

Le polycarbonate ou Pc est principalement utilisé par le secteur de l’ingénierie, dû à sa grande capacité mécanique. Résistant, il peut supporter une température élevée sans se déformer. C’est un matériau qui absorbe l’humidité, ce qui peut affecter ses performances lors de l’impression. De ce fait, il est nécessaire de l’imprimer avec de hautes températures.

Le polyamide

Les polyamides sont des matériaux utilisés pour le frittage laser (SLS). Bio compatible comme le Pla, le polyamide peut lui aussi être en contact alimentaire, sauf pour tout ce qui contient de l’alcool. C’est une poudre granuleuse et blanchâtre. Les objets fabriqués en polyamide ont une surface plus lisse que l’abs ou le pla. Il est un bon compromis entre les caractéristiques mécaniques et chimiques, d’où son succès dans de nombreux domaines d’activités.

PP ou Polypropylène

Le Polypropylène ou Pp est un matériau thermoplastique semi-cristallin avec une grande résistance à l’abrasion et au choc. Il permet d’imprimer des objets à la fois rigides et flexibles. Il est cependant peu résistant aux températures et aux rayons UV.

 


Les métaux

L’impression 3d permet également d’imprimer des objets avec des alliages métalliques, ce qui a permis à la technologie de fabrication additive de se développer dans les domaines  industriels et dans la pré-série. Voici quelques exemples de métaux utilisés dans la fabrication additive.

Aluminium

C’est un alliage qui est léger et résistant avec un aspect métallique. Il est très souvent utilisé dans l’industrie aérospatiale et automobile.

Un des matériaux aluminium est l’alumide. L’alumide provient d’une combinaison de polyamide et d’aluminium en poudre. Il permet de fabriquer des objets avec une surface légèrement granuleuse et poreuse.

L’avantage de ce matériau est qu’il est résistant aux températures et aux chocs tout en étant flexible. Il est souvent utilisé pour des pièces de conception ou des modèles fonctionnels. C’est cependant un matériau qui demande un post traitement comme du polissage, fraisage et autres si nécessaire.

Acier 

C’est certainement l’un des matériaux le plus utilisé dans l’industrie. L’acier possède de grandes qualités mécaniques et on y applique facilement un traitement post impression.

Chrome

Le cobalt – chrome est un matériau solide et résistant à l’usure. Certaines variétés de chrome ont de grandes résistances thermiques, allant jusqu’à plusieurs centaines de degrés. Dans la fabrication additive, on l’utilise pour la création de prothèse dentaire ou dans le médical.

Titane

Le titane est un métal avec un bon rapport poids / résistance, il est également résistant face à la corrosion, d’où son succès dans les industries.
Étant un matériau biocompatible, il est souvent utilisé pour la création de prothèses, il s’avère être un très bon adhérent au tissu humain et aux os.

 


Les fibres de carbone

Il existe des filaments pour la technologie de dépose de fils, qui sont composés à base de fibres de carbone. Cela procure à la pièce imprimée une très grande résistance, tout en gardant un poids inférieur à d’autres matériaux. Bien que les paramètres d’impression sont les mêmes que d’autres matériaux filaments, celui-ci nécessite une machine compatible avec la fibre de carbone.

 

Les matériaux spécifiques

La céramique

L’impression 3D permet d’imprimer également la céramique. Utilisant la technologie SLA, il est possible de créer des objets complexes avec une résine liquide à base de céramique. La céramique a des propriétés mécaniques et des géométries haute résolution. En plus d’être alimentaire, la céramique est un matériau étanche et recyclable.

 

Les matières organiques

La cire

La cire est souvent utilisée dans la fabrication additive pour créer des moules de haute précision et pour la fabrication d’objets métalliques. Elle possède une grande résistance thermique, et est souvent utilisée dans le domaine dentaire et bijouterie. Avec la cire le rendu du prototype est très lisse et avec un niveau de détails très fin.

Les matières alimentaires

L’impression 3d s’est beaucoup développée dans le domaine culinaire. En effet, des imprimantes 3d permettent d’imprimer du sucre, du chocolat, des plats complets et bien d’autres encore. La fabrication additive permet de faciliter la création de décoration comestible qui est beaucoup utilisée de nos jours en pâtisserie et  en cuisine. Il est possible d’imprimer des pièces complexes avec des aliments à la base liquide ou semi liquide.

Les tissus biologiques

L’impression 3d s’est également développée dans le milieu médical. Il est possible d’imprimer du tissu humain afin de créer des organes fonctionnels.
Ce matériau est complexe et délicat. On peut imprimer des tissus humains grâce à des gels dans lesquels sont injectés des cellules. La complexité est dans l’alimentation sanguine, de ces cellules. Bien qu’elle s’avère complexe, elle est plus efficace et éthique que le prélèvement animal.