Dans le monde de l’impression 3D « industriel », de nombreux matériaux ont été développés afin de diversifier l’offres et les applications possibles de cette technologie.
En dehors de l’industrie pure, il y a les imprimeurs 3D en ligne tel que Shapeways ou Sculpteo, dont la gamme de matériaux disponibles, déjà bien fournie offres des possibilités de rendu de plus en plus variés( différents aspects, transparence, solidité, etc..).
Chez les particuliers, pour l’instant, il n’y a guère que des imprimantes à extrusion de filament de plastique que l’on rencontre, et force est de constater que la gamme des matériaux disponibles et nettement plus limitée… Pour autant, il y quand même quelques possibilités :
1 ) Les matériaux « Historiques »
Les 2 principaux matériaux utilisés sur nos imprimantes sont :
- l’ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) qui est un plastique « pétrolier » des plus classique (le même que les fameuses briques Légo)
- Le PLA (Polylactic acid) qui est plastique « végétale » et « Bio-dégradable » (à base d’amidon de Maïs )
Ces 2 matériaux se déclinent aujourd’hui en de nouveaux matériaux fantaisies ou innovants (texture, aspect, usage), nous verrons cela aux points suivants.
2 ) What else ?
a – Les plastiques « imprimables »
En vérité, tous les « Thermo-plastiques » (Plastiques qui « ramollissent » à la chaleur et durcissent en refroidissant) sont potentiellement « imprimables » grâce à nos imprimantes à extrusion, mais dans la pratique, l’ABS et surtout le PLA, sont majoritairement utilisés car ils conviennent particulièrement (Solidité, faibles déformations, température de ramollissement moins élevée, coût et facilité de production…).
Se pose aussi la question de la toxicité de certains plastiques (Émanations lorsqu’ils sont chauffés), qui peut expliquer la non utilisation de certains plastiques, d’ailleurs, il est bon de rappeler que l’ABS n’est pas sans poser problème de ce point de vue et qu’il est recommandé d’imprimer avec cette matière dans un endroit bien aéré.
La gamme des Thermo-plastiques ayant déjà été testé à l’impression est assez vastes, il y a par exemple le PC(Polycarbonate) voir ici pour un test d’impression (en Anglais), mais aussi PMMA(Polyméthacrylate de méthyle –> Plexiglas), PEHD (Polyéthylène basse densité, peu concluant car très forte déformation), PP(Polypropylène), PA(Plyamide –> Nylon) et PVA(Polyvinyl Alcohol). Le tout, est de pouvoir s’approvisionner avec ces matériaux non conventionnels sous forme de bobines de fil de taille compatible avec nos extrudeurs….
J’ai moi-même il y a quelque temps essayé (sans insister beaucoup)d’imprimer avec du Nylon. Je m’étais pour cela procuré une bobine, il s’agissait en fait d’un fil destiné aux coupe bordure de jardin (Rotofil). Cette bobine avait l’avantage de ne pas être très chère et d’avoir un diamètre inférieur à 3mm (il en existe de 1.3 à 3mm de section, au delà, le fil n’est souvent plus rond mais carré). On peut en trouver assez facilement dans les magasins de bricolage, les jardineries, voire même les grandes surfaces. Il m’était alors apparu urgent de tester « l’imprimabilité » de ce fil de nylon.
A vrai dire, les résultats que j’ai obtenu n’étaient pas tout a fait concluant, les couches avaient du mal à adhérer les unes aux autres. J’aurais dû persévérer et tester à différentes températures/vitesses, mais le temps me manquait alors, et je me suis promis que je pousserais plus tard les investigations un peu plus loin car il y a un intérêt réel à utiliser du Nylon, en effet, c’est un matériau « souple » qui offre de fait, plein de possibilités nouvelles. Je vous tiendrais bien entendu au courant lorsque j’aurais repris les tests… En attendant, voyez sur cette page quelques essais probants de l’utilisation du Nylon avec une imprimante3D (En Anglais).
L’innovation en matière de fil plastique destiné à l’impression 3D, est pour l’instant un peu timide, mais, il existe quand même quelques produits « intéressants », soit, juste parce qu’ils sont purement « fun » (produits fantaisies), soit parce qu’ils proposent une réelle innovation.
b – Quelques fils « fantaisies » :
De plus en plus, le catalogue des couleurs de nos PLA et ABS s’enrichit, il vous faudra fouiller chez les différents revendeur pour trouver la couleur qui vous convient.
Voici quelques curiosités:
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- Plastique qui brille dans la nuit….
Le « Glow in the dark » est un plastique ABS ou PLA qui est « phosphorescent ».
Vous pourrez vous en procurer par exemple :
ici : http://www.faberdashery.co.uk/products-page/print-materials/glowbug-yellow/
Ou là : http://www.protoparadigm.com/3mm-glow-in-the-dark-abs-plastic-filament-half-pound-0-5lb-coil/
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- Le plastique transparent
Montré ici incolore, il en existe des colorés de toutes sortes aussi bien en PLA qu’en ABS, parfait pour jouer avec la lumière.
Vous pourrez en trouver un peu partout,
Ici par exemple : http://www.faberdashery.co.uk/products-page/print-materials/crystal-clear/
Ou encore ici en version couleur : http://www.paoparts.com/en/plastique-abs-pla/191-pla-3-mm-naturel-24-kg.html
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- Vous avez dit paillettes ?
Une piste intéressante avec ce PLA enrichit de petites paillettes brillantes.
Intéressant, car, le principe d’enrichir le plastique avec d’autres matériaux promet quelques futur trouvailles (ici des particules d’aluminium)…
le seul filament de ce type que je connaisse ce trouve ici : http://www.faberdashery.co.uk/products-page/print-materials/galaxy-blue/
Attention cependant, ce filament contient de fines particules d’aluminium et ne convient pas aux buses inférieures à 0,35 mm.
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- Imprimer du bois !?!
Fantaisie ou réelle innovation, ce filament de bois est en fait, un filament obtenu par mélange de sciure de bois et de plastique. Il sent comme du bois et ressemblerait à du bois y compris au toucher. De plus, ce matériau ne se déformerait pas en refroidissant
Afin d’obtenir un effet plus réaliste, il convient de faire varier la température d’extrusion, ce qui permet d’obtenir des nuances de couleur, afin de renforcer l’effet « veines de bois » (Il faudra faire un tour dans la paramétrage de vos slicers pour faire cela). Il est dit aussi que ce matériau supporte très bien les contre-dépouilles(OverHang) de plus de 45°.
Ce matériau peut se trouver ici : https://grrf.de/en/catalog/spezial-material/printable-wood-fillament
c – Quelques fils « Techniques »
- ABS et Carbone, un ABS « conducteur »
Parmi les matériaux innovants récemment mis sur le marché il y l’ABS nommé « conductive ABS » disponible chez REPRAPER
Ce matériaux est enrichi en fibre de carbone, ce qui lui confère d’une part, une plus grande solidité, mais d’autre part cela lui donne également des propriétés « anti-déformation » (Warping free). Mais ce n’est pas tout, ce matériau conduit l’électricité(d’où son nom) du fait du carbone qu’il contient, et possède ainsi des propriétés antistatiques et peut être utilisé pour fabriquer des boîtiers de protection contre les interférences électromagnétiques par exemple… D’après un lecteur de ce blog(Tigroux) qui as essayé ce matériau, il est en effet très résistant et en effet il ne se déforme pas. Toujours, d’après Tigroux, cette ABS reste un peu pâteux même en utilisant une température élevée (testé entre 250 et 265°c), ce qui rend l’accroche de la première couche un peu délicate (nécessité d’avoir un plateau « parfaitement réglé »).
Vous trouverez ce matériau ici : http://www.repraper.com/goods.php?id=173
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- PVA (Polyninyle Alcohol) Soluble à l’eau
Ce matériau à la particularité d’être soluble à l’eau, ce qui le rend très intéressant si on l’utilise pour imprimer des supports avec une deuxième tête d’impression, car alors, le retrait des supports d’impression s’en trouve vraiment simplifié..
Exemple avant et après dissolution
Cette particularité fait qu’il faut prêter un soin particulier au stockage de ce matériau lorsqu’il n’est pas utilisé, car il aura vite fait de se dégrader même à l’humidité ambiante, ce qui le rendrait impropre à l’impression.
Il s’extrude à une température relativement basse (180°) et il n’est pas recommandé de dépasser 190° C (Ce plastique si trop chauffé, risque de boucher vos têtes d’impression).
Le gros inconvénient de ce matériau est son prix (2 fois plus cher qu’un plastique ordinaire)
Vous pourrez vous procurer ce PVA ici http://ultimachine.com/category/catalog/print-materials/pva/pva-3mm
Ou encore là http://www.protoparadigm.com/3mm-pva-water-soluble-plastic-filament-quarter-pound-0-25lb-coil/
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- PLA « Souple » ou « Soft » PLA
Depuis peu, il est possible de trouver une nouvelle sorte de PLA, le PLA flexible (ou encore Soft PLA)
Il est recommandé d’ imprimer avec ce PLA, bien plus lentement qu’avec du PLA traditionnel, sous peine de ne pas réussir votre impression.
Température recommandée : 210°C
Vous pourrez trouver ce matériau Chez Ultimaker (merci Tigroux pour l’info) ici : https://shop.ultimaker.com/en/consumables/pla-plastic-flexible-black-075.html
Mais encore chez 2PrintBeta (Boutique Allemande) Ici : http://www.2printbeta.de/advanced_search_result.php?keywords=soft+pla&x=0&y=0
Test de ce PLA ICI en Anglais sur IFeelBeta (En gros l’utilisateur utilisant une RepRap, aurait déterminé une vitesse limite de 19mm/s pour imprimer avec ce PLA sans échec Il préconise aussi l’impression sur une plaque de verre froide, donc pas de lit chauffant…)
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Voilà a peu près tout ce que l’on peut trouver actuellement sur la marché du fil de plastique pour nos imprimantes 3D.
Si toutefois, vous connaissiez un matériau intéressant qui n’est pas mentionné ici, n’hésitez pas à me le signaler, et je compléterai cette liste.
De même, si vous avez vous même testé l’un de ces matériaux, n’hésitez pas non plus à faire un retour de votre expérience !!
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Pour un complément d’information sur les matières plastiques (sources Wikipédia) :
Voyez Ici, une liste des Polymères, dont les thermoplastiques et ici , quelques plastiques et leurs points de fusion.
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Didier3D
notre ami Adrien Grelet, concepteur de la Tobeca, une imprimante 3D qui se plie et se range dans sa mallette, organise dans son fief une journée portes ouvertes, où vous pourrez le rencontrer et découvrir sa machine.
