Pourquoi le bon matériau est si important dans l'impression 3D

Le choix des matériaux est l’une des étapes les plus fondamentales de l’impression 3D.

En effet, ce choix peut déterminer, entre autres choses, la technique d'impression et donc les propriétés maximales pouvant être obtenues de la pièce. Ces propriétés vont au-delà de choses évidentes telles que la résistance, la rigidité et l’allongement à la rupture.

L’une des premières questions qu’il faut vraiment se poser est de savoir à quoi va servir la pièce? S'il s'agit d'un prototype, des exigences très différentes s'appliquent à celles d'une pièce fonctionnelle d'une machine qui n'est même pas visible. Résines, matériaux liquides et sensibles à la lumière pour, par exemple, les imprimantes Stratasys Origine Un (DLP) ou RPS (SLA), se caractérisent par la représentation détaillée de petites caractéristiques de la pièce imprimée car elles impriment avec des couches beaucoup plus fines que les autres techniques. Cependant, le très bon niveau de finition est compensé par des propriétés mécaniques légèrement inférieures pour des matériaux standards à certains filaments pour une imprimante FDM. Cette dernière technologie offre un choix beaucoup plus large de plastiques. Mais la qualité de la surface ne peut pas égaler celle des imprimantes DLP. Et avec les poudres, comme celles destinées aux imprimantes SAF de Stratasys, d'autres éléments doivent être pris en compte.

Autres fonctionnalités

La technologie FDM offre probablement le plus grand choix matériels . La gamme de filaments est très large, depuis les plastiques standards jusqu'aux matériaux avancés haut de gamme. Gardez à l’esprit que les propriétés des matériaux imprimés en 3D diffèrent de celles des plastiques traités avec des techniques traditionnelles. Par exemple, le nylon a une résistance à la traction inférieure avec l’impression 3D qu’avec le moulage par injection. Les développeurs de matériaux tentent de rapprocher ces propriétés grâce à des additifs. Mais des différences subsistent: le nylon imprimé en 3D avec une imprimante Fortus 900 mc a une résistance à la traction de 49 MPa (dans le plan X-Y); le nylon traité selon des techniques traditionnelles a une résistance à la traction de 70 MPa. La résistance d'une pièce imprimée avec du filament est en partie déterminée par la géométrie et le sens d'impression. Dans la direction Z, dans laquelle les couches sont empilées les unes sur les autres, la résistance est légèrement inférieure à celle dans le plan X-Y. Tenez-en donc compte lors de la conception et lors du tranchage, une résistance légèrement inférieure ne doit pas nécessairement poser de problème. Et sinon, il existe de nombreuses bonnes alternatives.

Avec ou sans fibres

Dans la construction mécanique, par exemple, de nombreuses pièces en aluminium peuvent être remplacées au mieux par des pièces en plastique imprimées en 3D. Ce que l'on constate souvent, c'est que l'on utilise des plastiques partiellement remplis de fibres courtes (de verre), comme par exemple nylon (PA12) avec fibres de carbone . Ce matériau peut être imprimé en 3D de manière aussi fiable et reproductible que le PLA ou le PETG avec les imprimantes 3D spécialement conçues de la gamme Fortus de Stratasys. Les fibres courtes offrent une résistance et une rigidité supplémentaires. L’inconvénient est que la buse de l’imprimante 3D doit être capable de traiter ces matériaux plus agressifs. Le choix du matériau détermine donc le choix de l’imprimante. Cela s'applique également si vous souhaitez imprimer avec de véritables matériaux d'ingénierie tels que le PEEK et le PEKK. Ces températures nécessitent une charge thermique bien plus importante que l’imprimante 3D que les matériaux standards. Les imprimantes 3D Stratasys telles que la gamme Fortus peuvent gérer ces températures (jusqu'à 350 degrés dans l'extrudeuse et 230 degrés C dans la chambre de fabrication). Ces matériaux sont plus résistants que le métal et pèsent beaucoup moins. Les secteurs aérospatial et médical, entre autres, apprécient ces propriétés. Les pièces imprimées possèdent de très bonnes propriétés mécaniques. Mais l’impression 3D avec ces matériaux nécessite de l’expérience et le bon matériel.

Certification ou pas?

Le choix de matériaux pour les imprimantes 3D est aujourd’hui large. Il existe cependant un aspect qui peut rapidement et drastiquement limiter le choix. Nous parlons ici de certification. Stratrasys fournit plusieurs matériaux certifiés pour diverses imprimantes, par exemple approuvés pour des applications médicales spécifiques. Ce sont par exemple les imprimantes FDM ou Objet matériaux médicalement approuvés qui peut entrer en contact direct avec la peau pendant une période plus longue. Pour un constructeur aéronautique tel que Boeing, Stratasys fournit des plastiques pour imprimantes FDM qui ont été validés pour la production de pièces MRO pour avions.

Conseils personnalisés

L'impression 3D est un concept fourre-tout. Beaucoup de choses peuvent être réalisées avec la bonne combinaison de matériau et d’imprimante 3D, mais la même chose s’applique vice versa. Un mauvais choix de matériaux peut être source de déception. N’hésitez donc pas à consulter les experts en impression 3D de Seido Systems. Ils se feront un plaisir de vous aider à sélectionner la technologie et le matériau d'impression 3D appropriés, en fonction de l'application que vous envisagez.