Suivant sa création, quel matériau choisir pour l’impression 3D ? Pour quel usage ? Quand vous créez votre objet 3D, les matières premières sont toutes autant importantes que les plans. Chaque matière a ses avantages et inconvénients, influencés par ses caractéristiques, mais également par son processus de création. Quels matériaux d’impression 3D choisir pour les imprimantes FDM, SLA ou SLS ? Comment adapter ma matière première d’impression 3D à l’utilisation de mon objet ? Voici quelques informations pour vous aider dans le choix de vos composants.
Avant de commencer la liste des différents matériaux pour l’impression 3D, voici un bref rappel des grandes méthodes d’impression 3D. L’impression de type FDM, permet la création d’objet par dépôts de matière fondue comme les filaments. La méthode de stéréolithographie dite SLA fonctionne par dépôt successif de matière liquide solidifié par UV. L’impression SLS, quant à elle, exploite des poudres de polymères ou métalliques, c’est un faisceau laser utilisant l’énergie thermique qui permet de fusionner les grains et de progressivement sculpter l’objet.
Il existe aujourd’hui un large éventail de matières premières dans l’impression 3D. Classées en quatre grandes familles, elles se manipulent avec des machines compatibles.
Les matériaux d’impression 3D à base de métaux
Utilisés le plus souvent avec des imprimantes de type SLS, les métaux, sous forme de poudre, permettent la création de pièce géométrique optimisée, sans fixation, plus résistante et légère.
– L’aluminium : combiné avec du silicium et du magnésium, l’aluminium est un matériau résistant et léger, régulièrement employé dans l’aérospatiale et l’automobile. La poudre d’alumide, mélange de polyamide et d’aluminium, a un aspect proche du métal tout en étant plus léger. Solide et flexible, il résiste à la chaleur. Poreux, il peut être poli et meulé, mais ne sera pas à totalement étanche.
– L’acier : connu également sous le nom d’Inox, l’acier inoxydable est le plus utilisé, mais également le plus ancien. Sa haute résistance à la corrosion, ses qualités mécaniques lui permettent d’être couplé avec des matériaux précieux. Très résistant avec une grande ductilité (capacité de déformation), il supporte également le polissage.
– Le cobalt chrome : avec le procédé Electron Bean Melting (EBM), le cobalt chrome est très résistant à l’usure et la chaleur. Il est retrouvé dans l’outillage et la création de moule. D’autres alliages, le rendant plus lisse et résistant sont employé en médecine en tant que prothèse de genoux, hanche et dentaire.
– Le titane : est le métal avec le meilleur rapport solidité/poids. Résistant à la corrosion, certains alliages sont biocompatibles grâce à l’absence de soudure.
Les différents plastiques
Le plus souvent surreprésentés, ce sont les matériaux d’impression 3D les plus couramment utilisés. Les plastiques sont composés de plusieurs sous-catégories et peuvent être exploités avec les 3 types d’imprimante.
– Le PLA (acide polyactique) : le plus couramment utilisé et d’origine végétale (amidon de maïs, canne à sucre, racines de manioc), le PLA est biodégradable et non-toxique. Il peut être peint et poncé, mais est cependant sensible à l’humidité et à la chaleur.
– L’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) : fabriqué à base de pétrole et soluble à l’acétone permettant sa soudure, son lissage, et sa brillance, il s’emploie avec des imprimantes FDM et SLA (sous forme de polymère liquide). Très manipulé par les ingénieurs, il permet par exemple de créer les Lego. Cependant, il rejette une forte odeur lors de son impression et est parfois sujet au phénomène de warping (déformations).
– Le PET (polytéréphtalate d’éthylène) Fabriqué à base de pétrole, il s’achète sous forme de bobine. Robuste et flexible, il est retrouvé dans la fabrication de bouteille en plastique.
– Le PA (polyamides) : manié avec des imprimantes FDM et SLS (par technique de frittage laser), ce matériau permet un grand niveau de détail. Son aspect sableux et granuleux demande un polissage, lui permettant par la suite d’être teinté. Utiliser dans la fabrication de mécanisme et d’engrenage grâce à son niveau de détail, il est retrouvé également dans des objets pouvant avoir un contact alimentaire.
– Les résines : sont des polymères liquides photosensibles, c’est le dépôt successif de plusieurs couches, immédiatement solidifié par UV, qui donne aux résines cet effet rigide, lisse, très détaillé et solide.
Les matériaux organiques
– Les cires : les cires sont utilisées en bijouterie joaillerie dans la création de moules hautes précisions. C’est en ajoutant un matériau réfractaire autour que le moule se crée par la fonte de la cire à l’intérieur.
– Les matières alimentaires : chocolats, sucre, fromage… Ces matières alimentaires sont consommées dans le domaine culinaire en tant que décoration comestible, mais il existe de nombreuses réserves sur l’hygiène de cette pratique.
– Le bois : alliage entre polymère et bois recyclé, ce matériau composé à environ 40 % de bois, rend un aspect bois plus ou moins réel. La variation de température permet d’obtenir une palette de couleur variée.
– Les tissus organiques : appliqués lors d’opération pour la reconstitution d’organe, les tissus sont créés grâce à un gel dans lequel des cellules sont injectées afin qu’elles puissent se développer. Cette pratique demande un appareillage complexe afin d’alimenter en sang ces tissus créés.
Chaque matière première possède des avantages et des inconvénients. C’est en se renseignant sur les imprimantes, le matériel nécessaire, le coût et leurs caractéristiques que vous exploiterez au mieux votre créativité et donnerez vie à vos créations.
