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Cet article est une traduction de l'article original de Hubs : Which FDM 3D Printing plastic is best for my application ?
Merci pour leur aimable autorisation.
Comparez les principaux plastiques d'impression 3D (PLA, ABS, PET, Nylon, TPU flexible et PC) par propriétés des matériaux et trouvez la meilleure option pour votre application.
Choisir le bon type de matériau pour imprimer un objet donné est de plus en plus difficile car le marché de l'impression 3D voit apparaître régulièrement des matériaux radicalement nouveaux. Dans l'impression 3D FDM le PLA et l'ABS sont historiquement les deux polymères les plus utilisés, mais leur dominance initiale était fortuite, il n'y a donc aucun problème majeur pour que d'autres polymères jouent un rôle clé dans l'avenir de la FDM.
Nous voyons maintenant de nouveaux produits devenir plus populaires, à la fois des polymères purs et des composites. Dans cette étude nous nous concentrons sur les principaux polymères purs qui existent sur le marché actuel : PLA, ABS, PET, Nylon, TPU (flexible) et PC. Nous résumons les principales différences entre leurs propriétés avec des graphiques de profils afin que les utilisateurs puissent prendre une décision rapide sur le meilleur polymère à utiliser pour leur application.
Les matériaux sont généralement classés selon 3 catégories : performance mécanique, qualité visuelle et profil d'impression. Dans cette étude, nous avons décidé de décomposer ces catégories pour obtenir une image plus claire des propriétés du polymère. Le choix du matériau dépend vraiment de ce que l'utilisateur veut imprimer, nous avons donc énuméré les principaux critères de décision nécessaires pour choisir un matériau (autre que le coût et la vitesse) :
Graphique montrant les propriétés des matériaux qui seront comparés.
Facilité d'impression : niveau de facilité d'impression du matériau : adhérence au plateau, vitesse maximale d'impression, fréquence d'échecs d'impression, précision du débit, facilité d'alimentation dans l'imprimante, etc.
Qualité visuelle : rendu de l'objet fini. Plus d'informations sur la façon dont nous testons ici.
Contrainte maximale : la contrainte maximale que l'objet peut subir avant de se rompre en tirant lentement dessus.
Elongation à la rupture : la longueur maximale de l'objet a avoir été étiré avant rupture.
Résistance aux chocs : l'énergie nécessaire pour casser un objet avec un impact soudain.
Adhérence entre les couches (isotropie) : comment les couches du matériau adhèrent entre elles. Ceci est lié à l'isotropie (uniformité dans toutes les directions), plus l'adhérence de couche est élevée plus l'objet est isotrope.
Résistance à la chaleur : la température maximale que l'objet peut supporter avant ramollissement et déformation.
Nous fournissons également des informations supplémentaires qui ne figurent pas dans le diagramme pour l'une des deux raisons suivantes.
Nous avons classé chaque matériau selon chaque critère sur une échelle de 1 (bas) à 5 (haut). Ce sont des rangs relatifs pour le procédé FDM, ils seraient probablement très différents si d'autres technologies de fabrication étaient prises en compte. En utilisant les données d'Optimatter nous avons classé les polymères selon différents critères considérés :
Résultats de la recherche pour les six polymères présentés dans le graphique.
Le PLA est le polymère le plus facile à imprimer et offre une bonne qualité visuelle. Les impressions sont très rigides et fortes, mais le filament est très cassant.
Profil du matériau PLA
Autres avantages et inconvénients à considérer pour le PLA :
Avantages
Inconvénients
L'ABS est habituellement utilisé au lieu du PLA quand une plus grande résistance à la température et une plus grande solidité sont nécessaires.
Profil du matériau ABS
Autres avantages et inconvénients à considérer pour l'ABS :
Avantages
Inconvénients :
Le PET est un polymère légèrement plus souple avec une bonne tolérance de rondeur et qui possède d'intéressantes propriétés supplémentaires avec peu d'inconvénients majeurs.
Profil du matériau PET
Autres avantages et inconvénients à considérer pour le PET :
Avantages :
Le nylon possède de bonnes propriétés mécaniques, en particulier la meilleure résistance aux chocs pour un filament non flexible. Cependant l'adhérence inter-couches peut être un problème.
Profil du matériau Nylon
Autres avantages et inconvénients à considérer pour le Nylon :
Avantages :
Inconvénients :
Le TPU est principalement utilisé pour des applications flexibles mais sa très forte résistance aux chocs peut ouvrir d'autres champs d'applications
Profil du matériau TPU
Autres avantages et inconvénients à considérer pour le TPU :
Avantages
Inconvénients
Le PC est le matériau le plus solide de tous, il peut être une alternative intéressante à l'ABS car les propriétés sont assez similaires.
Profil du matériau PC
Autres avantages et inconvénients à considérer pour le PC :
Avantages
Inconvénients
Choisir le bon polymère est essentiel pour obtenir les bonnes propriétés d'une pièce imprimée en 3D, surtout si la pièce a une utilisation fonctionnelle. Cet article aidera les utilisateurs à trouver le bon matériau en fonction des propriétés dont ils ont besoin. Cependant les fournisseurs mélangent ou ajoutent des additifs pour modifier les propriétés du polymère (par exemple l'ajout de fibre de carbone pour rendre un matériau plus rigide). Nous n'abordons pas ces formulations plus complexes dans cet article, mais vous pouvez trouver des données sur certains de ces produits dans l'outil d'optimisation chez Optimatter.
*1 Azimi et coll, Emissions de particules ultrafines et de composés organiques volatils à partir d'imprimantes tridimensionnelles disponibles dans le commerce avec des filaments multiples.
Science et technologie de l'environnement, 2016.
Un grand merci à 3D Matter pour le partage de cette recherche avec notre communauté.
*Note de Filimprimante3D : toute manipulation d'acétone (post-traiment, collage) est très dangereuse, nous vous déconseillons cette pratique.
Source : Hubs : Which FDM 3D Printing plastic is best for my application ?