Lorsque l’on recherche un matériau plus résistant (notamment à la chaleur) que le PLA, on se tourne naturellement vers le PETG ou l’ABS. Ces deux matériaux font partis des filaments les plus utilisés dans l’impression 3D à dépôt de filament fondu, après le PLA.
Nous allons voir quelles sont les spécificités de ces deux filaments pour imprimante 3D FFF.
Le PETG et l’ABS, qu’est ce que c’est ?
Le PETG pour polyéthylène téréphtalate glycol est un plastique très couramment utilisé, notamment pour fabriquer les bouteilles d’eau. C’est un polymère plébiscité pour sa bonne résistance, une certaine souplesse et son coût modéré. Dans l’impression 3D on parle de PET-G, le G pour "glycolysation". Il s’agit d’un procédé visant à faciliter l’impression 3D du matériau.
Le PET dans son état «naturel» est très transparent. Il assurera l’impression d’objets pouvant laisser passer la lumière. Dans l’impression 3D il existe des bobines de filaments PET-G en version opaque et translucide.
L’utilisation d’un plateau chauffant est recommandée pour imprimer le PETG.
L’ABS pour acrylonitrile butadiène styrène est un plastique bon marché mais doté d’une bonne résistance aux chocs et à la chaleur. Il est très couramment utilisé depuis de nombreuses années dans un vaste panel de domaines d'applications : automobile, électroménager, etc.
Pour son impression 3D l’ABS nécessite la présence d’une enceinte close. L’impression de l’ABS sera généralement plus complexe que celle du PET-G. C’est un filament particulièrement sujet au warping. Utiliser un plateau chauffant et une solution d’adhérence est obligatoire.
Les bobines de filaments ABS et PETG son généralement vendues entre 20€ et 30€ le kg. On retrouve ces deux matériaux en différents conditionnements : 500 g, 1kg, 2.3 kg, 4.5 kg, etc.
Résistances mécanique & thermique
L’ABS et PETG sont utilisés dans d’impression 3D pour la production de pièces fonctionnelles.
Concernant la résistance mécanique, les deux filaments sont assez proches. L’ABS permet l’impression de pièces plus dures et rigides, le PETG possédant une certaine souplesse.
L’ABS et le PETG possèdent tous les deux une bonne résistance à la traction. Le PETG présente une résistance modérée à la l’impact et à la flexion. L’ABS quant à lui, a une bonne résistance à l 'impact mais une faible résistance à la flexion.
D’une manière général, l’ABS aura une meilleure résistance thermique que le PETG. Le PETG possède une température de transition vitreuse d'environ 80°C, l'ABS peut monter jusqu'à environ 105°C.
Impression 3D du PETG et de l'ABS
Le filament PETG est globalement plus facile à imprimer que l’ABS. L'un des plus gros problèmes de l'ABS est le décollement à la surface d’impression. Un plateau chauffant pouvant monter entre 90°C et 110°C est indispensable. Une enceinte close permettant de garder la chaleur est aussi préconisée pour l’impression de l’ABS. Sans sa présence les impressions 3D mal chauffées se déformeront et/ou se décolleront du plateau d’impression. L’adhérence entre les couches sera aussi perfectible. La ventilation de l’objet durant l’impression devra être à 0 %.
La température de buse pour imprimer de l’ABS sera entre 240 et 280°C.
Le PETG sera moins sensible à ces différents paramètre d’impression. Le gauchissement est toujours possible mais dans une moindre mesure par rapport à l'ABS. Pour la température du plateau, une plage comprise entre 50°C et 80°C sera suffisante pour imprimer du PETG. Une ventilation de l'objet entre 0% et 50% est préconisée.
L’impression de filament PETG peut entraîner un effet de «cheveux d’ange». Afin de remédier à ce problème, la température d'impression et la rétraction devront être ajustées.
La température de buse pour imprimer le PETG sera entre 220 et 250°C.
Que ce soit pour imprimer le PETG ou l’ABS, l’utilisation d’une solution d’adhérence au plateau est recommandée.
L'ABS comme le PETG s’imprime à des vitesses classiques comprises entre 40 et 80 mm/s.
Charge & alliage des filaments PETG et ABS
Le PETG est un filament disponible en version alliage fibre de carbone, Il en résulte un matériau permettant l'impression de pièces robustes et durables tout en étant plus légères. La charge carbone augmente grandement la rigidité du filament.
L’ABS est aussi disponible en alliage carbone, apportant les mêmes spécificités que pour le PETG. Les charges en fibre de carbone sont généralement autour des 15 %. Les impressions 3D en PETG ou ABS carbone auront un rendu de surface mat et rugueux. L'effet de couche sera diminué, augmentant le réalisme des objets 3D.
On peut également trouver des filaments ABS chargé en fibre d'aramide. La fibre d'aramide absorbe les chocs en dissipant leur énergie, les pièces ABS/aramide seront particulièrement résistantes à l'impact. Avec cette fibre, les pièces imprimées seront moins sujettes à la déformation, en particulier à la chaleur.
En règle générale, les filaments chargés sont abrasifs pour les buses en laiton. Il est recommandé d’utiliser une buse renforcée en acier trempé et de diamètre supérieur à 0,40 mm afin de préserver les buses en laiton. Cela est valable pour du PETG chargé ou de l'ABS chargé.
En résumé, le PETG est le compromis idéal entre le PLA et l'ABS. Lorsque l'on cherche à produire des pièces plus résistantes (en particulier à la chaleur) que le PLA, le PETG est le bon candidat. Sa plus grande facilité d’impression comparé à l'ABS le rend plus accessible.
Lorsque l'on recherche des performances encore plus poussées (température et rigidité notamment), l'ABS sera préconisé. Les contraintes d'impression et les émanations le rendent moins accessible.