Le filament flexible est un filament pour imprimante 3D destiné à produire des pièces souples et élastiques. En majorité représenté par le TPU, on retrouve également du filament souple TPC ou TPS.
La caractéristique différenciante d’un filament dit "flexible" est son élasticité. En effet, en plus de la souplesse dont disposent un filament nylon ou polypropylène, le filament flexible est élastique. Une pièce imprimée en filament flexible pourra être étirée ou compressée : elle reprendra sa forme originelle. Le comportement obtenu avec des objets imprimés en filament flexible est similaire à celui obtenu avec du caoutchouc ou du silicone.
Les filaments TPU
Les TPU (thermoplastique polyuréthane) sont en général résistants aux fortes chaleurs (+ de 130°C) ainsi qu’à l’abrasion et aux solvants. Leur souplesse confère une résistance aux chocs sans pareil.
La gamme de TPU pour imprimante 3D se décline en différentes dureté SHORE :
• 98A/95A : on parle de filament semi-flexible, il s’agit d’un compromis idéal entre facilité d’impression et souplesse modérée
• 82A/85A : le filament flexible standard, il assure l’impression de pièces souples tout en restant accessible à l’impression
• 70A : le filament est très souple et élastique, il requiert une machine véritablement adaptée ainsi qu’une bonne expérience dans l’impression du fil ultra flexible
• 60A : le filament le plus souple, très technique à imprimer, Il offre une élongation à la rupture de 1400 %
Le filament en dureté Shore 60A semble la limite en impression 3D FFF. Pour descendre encore en dureté, il faudra passer à l'impression 3D résine. En effet la résine s’affranchit des contraintes de l’extrusion du filament souple, et permet l’impression de pièces pouvant atteindre des duretés très faibles, jusqu’à 39A.
Les filaments TPC
Les TPC (thermoplastique copolyester) sont des filaments flexibles semblables à du caoutchouc. Le TPC possède une flexibilité avec une "mémoire de flexion", une résistance à la chaleur à long terme, une excellente résistance aux UV et aux produits chimiques. Les filaments flexibles TPC nécessitent souvent un plateau chauffant à l'inverse des TPU qui s'impriment sur plateau froid.
Les filaments TPS
Le TPS est un filament flexible à base de Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene (SEBS) garantissant durabilité et flexibilité. Il offre un toucher doux et des propriétés antidérapantes.
Comment l’imprimer ?
L'impression du filament flexible est technique. A ce sujet, vous pouvez lire notre article comment imprimer le filament flexible ? Plus on baisse en dureté, plus l'impression nécessitera des réglages fins et une mécanique d'extrusion adaptée.
De part sa souplesse, le filament flexible se travaille différemment des filaments rigides. En effet, Il se tord, se plie, s'étire, se tasse. Cela est source de problème au niveau de l’extrudeur, ainsi le filament flexible aura tendance à se détourner et à se loger dans tout espace existant entre le moteur d'entraînement et la buse.
Un entraînement direct est à privilégier lors de l’impression de filament flexible. Tout comme il est compliqué de pousser sur une corde, les systèmes bowden et filaments souples ne font pas bon ménage. L'utilisation d'un extrudeur à double entraînement est fortement recommandé, quelle que soit la dureté du filament.
La vitesse d’impression devra être revue à la baisse lors de l’impression de filaments souples. En effet afin d’assurer le bon déroulement d’une impression en fil flexible, il est recommandé d’imprimer dans un premier temps entre 15 et 40 mm/s.
La taux de remplissage est un facteur déterminant pour les impressions 3D de flexible. En effet il aura un impact direct sur la souplesse de la pièce. Moins il est conséquent, plus la pièce sera souple.
Innovations
Récemment le fabricant espagnol Recreus, historiquement spécialisé dans la production de filament flexible pour imprimante 3D, a sorti un TPU conducteur.
Recreus a aussi développé le filament Reciflex, un TPU 100 % recyclé d’une dureté SHORE de 92A. Il est fabriqué à partir de déchets de l’industrie de la chaussure et des déchets de production internes de Recreus.
Le français Nanovia propose un filament souple et biodégradable, l’Istroflex. C’est un filament produit à partir de coquilles d’huître et d’un polymère biodégradable qui peut être dégradé en compost. C’est un filament semi-flexible présentant un dureté SHORE de 93A.
Très innovant, le varioshore TPU de chez Colorfabb produira des pièces d'une dureté variable en fonction de la température d'extrusion (!).