Les polymères dans l’impression 3D

À la question « Les imprimantes 3D utilisent-elles du plastique ? », la réponse courte est : absolument, et sous de nombreuses formes différentes. En fait, les polymères sont de loin les matériaux les plus utilisés dans l’impression 3D aujourd’hui. Ils sont abordables, polyvalents et compatibles avec un large éventail de technologies de fabrication additive. Des imprimantes de bureau pour débutants aux machines industrielles à hautes performances, les matériaux polymères pour l’impression 3D permettent de réaliser toutes sortes de choses, des prototypes aux pièces de série.

Examinons de plus près ce qui rend les polymères si essentiels à l’écosystème de l’impression 3D.

Quel plastique est utilisé dans l’impression 3D ?

Une grande variété de plastiques est utilisée dans l’impression 3D, mais les plus courants sont les thermoplastiques – des matériaux qui se ramollissent lorsqu’ils sont chauffés et se solidifient lorsqu’ils sont refroidis. Ces plastiques peuvent être refondus plusieurs fois, ce qui les rend idéaux pour les technologies basées sur l’extrusion et les technologies sur lit de poudre.

Vous trouverez ci-dessous les principales catégories de matériaux les plus couramment utilisées dans les différentes technologies d’impression 3D.

ABS, PLA et PETG – courants en FDM

Il s’agit des filaments « de tous les jours » pour les imprimantes FDM (Fused Deposition Modeling) :

Le PLA est biodégradable, facile à imprimer et idéal pour les modèles conceptuels et les pièces à faible contrainte,
L’ABS offre une meilleure solidité et une meilleure résistance thermique, mais nécessite une chambre chauffée pour éviter les déformations,
Le PETG offre un équilibre entre flexibilité et résistance et est privilégié pour les composants fonctionnels et résistants à l’humidité.

Ces matériaux sont largement disponibles, rentables et pris en charge par la quasi-totalité des imprimantes FDM, ce qui en fait le choix par défaut de nombreux utilisateurs.

PA12 et PA11 – courants dans le SLS

Dans le cas du frittage sélectif par laser (SLS), les polymères utilisés sont des nylons en poudre :

Le PA12 (Nylon 12) est connu pour son excellente résistance mécanique, sa durabilité et sa résistance chimique. Il offre une grande précision, une stabilité dimensionnelle et une tolérance aux chocs, ce qui le rend idéal pour les prototypes fonctionnels, les supports, les boîtiers et les pièces produites en petite série,
Le PA11 est une alternative biosourcée au PA12, offrant une flexibilité et une élongation à la rupture légèrement supérieures, ce qui est précieux pour les applications nécessitant une ténacité et une résistance à la fatigue.

Tous deux sont conçus pour le frittage laser, avec des caractéristiques de poudre adaptées à la fluidité, à la fusion uniforme et à la recyclabilité dans le cadre du processus SLS.

TPU – matériaux flexibles

Le TPU (polyuréthane thermoplastique) est utilisé dans les systèmes FDM et SLS. Il offre une flexibilité, une élasticité et une résistance à l’abrasion semblables à celles du caoutchouc. Il est couramment choisi pour :

les joints et les garnitures d’étanchéité,
les articles portables et les composants de chaussures,
des pièces qui absorbent les chocs,
orthèses sur mesure.

Le TPU nécessite un réglage minutieux lors de l’impression en raison de sa souplesse et de sa sensibilité à la rétraction, mais il s’agit d’un polymère essentiel pour toute application nécessitant de la flexibilité et une absorption des chocs.

Types de résine – SLA et DLP

Dans les technologies basées sur la lumière, telles que la SLA (stéréolithographie) et la DLP (traitement numérique de la lumière), les matériaux utilisés sont des résines photopolymères – des liquides qui se solidifient sous l’effet de la lumière UV. Il ne s’agit pas de thermoplastiques, mais de polymères thermodurcissables, ce qui signifie qu’ils durcissent de manière permanente et ne peuvent pas être refondus.

Les types de résine sont les suivants

résine standard – pour les modèles visuels et les pièces à usage général,
résine résistante – pour une plus grande solidité et une meilleure résistance aux chocs,
résine flexible – imite la souplesse du caoutchouc,
résine coulable – brûle proprement pour le moulage à la cire perdue,
résine biocompatible – pour les applications médicales, dentaires et en contact avec la peau.

Chaque résine est soigneusement formulée pour équilibrer la viscosité, la vitesse de polymérisation et les performances mécaniques, certaines étant spécialisées pour la transparence, la résistance à la chaleur ou l’élasticité.

Les imprimantes 3D peuvent-elles imprimer des polymères ?

Oui, non seulement les imprimantes 3D peuvent imprimer des polymères, mais la plupart d’entre elles sont spécialement conçues pour cela. Dans l’ensemble, les technologies d’impression à base de polymères dominent le marché en raison de leur faible coût, de la polyvalence des matériaux et de leur excellente imprimabilité. Que vous travailliez avec du filament, de la poudre ou de la résine, presque toutes les imprimantes 3D grand public et professionnelles sont optimisées pour les polymères sous une forme ou une autre.

Le rôle des matériaux polymères de l’impression 3D

Les polymères ne sont pas seulement des matériaux pour débutants – ils sont utilisés à tous les niveaux de l’industrie de l’impression 3D. Du prototypage rapide et des modèles visuels aux pièces de production fonctionnelles, les matériaux polymères offrent les performances mécaniques, la liberté de conception et la finition de surface nécessaires au développement des produits modernes.

Qu’il s’agisse de construire un boîtier pour l’électronique, un composant souple à porter sur soi ou un guide de qualité médicale pour la chirurgie, il existe un polymère adapté à votre objectif et une méthode d’impression qui lui correspond.

Impression 3D de métaux

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