L’impression 3D a radicalement transformé divers secteurs, de la médecine à l’aérospatiale, en passant par l’artisanat. Choisir la bonne imprimante 3D peut cependant s’avérer complexe, surtout lorsqu’il s’agit de travailler avec différents matériaux. Chaque matériau, qu’il s’agisse de plastique, de métal ou de résine, nécessite des caractéristiques spécifiques pour garantir des résultats optimaux.
Les passionnés de modélisme, par exemple, privilégient souvent les imprimantes capables de traiter des résines photopolymères pour des détails fins. Les industriels, quant à eux, recherchent des machines robustes capables de gérer des métaux comme l’acier ou le titane, afin de fabriquer des pièces durables et précises.
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Plan de l'article
Les matériaux d’impression 3D les plus courants et leurs imprimantes idéales
PLA (acide polylactique)
Le PLA, le consommable le plus couramment utilisé en impression 3D FDM par dépôt de fil, se distingue par plusieurs avantages :
- Écologique : d’origine végétale (amidon de maïs, racine de manioc et betterave), le PLA est biodégradable.
- Non toxique : il dégage une légère odeur sucrée pendant son impression.
- Compatibilité alimentaire : idéal pour imprimer des objets destinés à être en contact avec des aliments.
ABS (acrylonitrile butadiène styrène)
L’ABS, fabriqué à base de pétrole, est le matériau le plus polyvalent, compatible avec presque toutes les imprimantes 3D. Les ingénieurs et les applications professionnelles le préfèrent pour ses propriétés :
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- Solubilité : se dissout dans l’acétone, permettant de souder les pièces métalliques.
- Résistance : idéal pour des pièces durables et robustes.
PVA et HIPS
Le PVA et le HIPS sont principalement utilisés comme matériaux de support en impression 3D FDM. Le PVA se dissout dans l’eau en 24 heures, tandis que le HIPS se dissout avec du D-Limonene en 24 heures.
Polyamide et alumide
La poudre de polyamide, utilisée pour des prototypes en plastique blanc, offre un grand niveau de détail et une texture légèrement poreuse. L’alumide, mélange de polyamide et d’aluminium, permet de réaliser des pièces à la fois très solides et flexibles avec une résistance accrue à la chaleur. Pour ces matériaux, le frittage laser est la technologie d’impression 3D privilégiée.
Résine liquide
Les résines liquides sont utilisées dans diverses technologies d’impression 3D par stéréolithographie (SLA, DLP, PolyJet). Elles permettent de créer des objets très détaillés avec une surface lisse, ce qui les rend idéales pour des applications nécessitant une finition de haute qualité.
Les matériaux spécialisés et les imprimantes adaptées
Cire
La cire est principalement utilisée en bijouterie et en dentisterie pour la création de moules. Elle permet de produire des pièces plus précises qu’avec les méthodes traditionnelles. Les imprimantes 3D SLA et DLP sont particulièrement adaptées pour l’impression de cire grâce à leur capacité à capturer des détails fins.
Poudre métallique
Les poudres métalliques sont utilisées par les industriels en impression 3D. Les objets en métal sont imprimés à partir de poudres métalliques fusionnées avec un laser. La technologie DMLS (Direct Metal Laser Sintering) est idéale pour ces matériaux, permettant de créer des pièces complexes en acier inoxydable, en titane ou en aluminium.
Acier inoxydable et acier d’outillage maraging
L’acier inoxydable, premier métal commercialisé pour la fabrication additive, possède une haute résistance à la corrosion. L’acier d’outillage maraging se distingue par une grande solidité et dureté, obtenues après un traitement thermique. Ces matériaux sont souvent imprimés avec des imprimantes DMLS pour des applications industrielles nécessitant des pièces robustes.
Titane
Les pièces en titane sont réputées pour leur légèreté et leur résistance à la corrosion. Les alliages de titane, comme le Ti6Al4V, sont plus solides que le matériau pur. La technologie EBM (Electron Beam Melting) est fréquemment utilisée pour imprimer ces matériaux, notamment dans les secteurs aéronautique et médical.
Aluminium et cobalt chrome
L’aluminium est idéal pour la fabrication de moules à parois fines et aux géométries complexes. Le cobalt chrome est utilisé pour des applications médicales telles que les prothèses et les couronnes dentaires. Pour ces matériaux, les technologies DMLS et EBM sont les plus courantes, offrant une précision et une robustesse inégalées.
Matériaux précieux et céramique
Les matériaux précieux, comme l’or et le platine, peuvent être directement imprimés en 3D via des poudres frittées par laser. La céramique est utilisée pour la fabrication de vaisselle, d’implants médicaux et de composants pour l’aérospatiale. Les imprimantes 3D SLA et DLP sont adaptées pour la céramique, garantissant des impressions détaillées et lisses.
Comment choisir l’imprimante 3D idéale en fonction de vos besoins
Prototypage et pièces finales
Pour le prototypage rapide, les imprimantes FDM restent un choix de prédilection grâce à leur polyvalence et leur coût abordable. Utilisez des filaments comme le PLA pour sa facilité d’utilisation et sa compatibilité alimentaire. Pour des pièces finales plus robustes, l’ABS est recommandé pour sa résistance mécanique et sa compatibilité avec de nombreuses imprimantes.
Aides à la fabrication
Les aides à la fabrication, comme les gabarits et les outils, nécessitent des matériaux robustes. L’acier inoxydable et l’acier d’outillage maraging, imprimés avec des technologies DMLS, offrent une solidité inégalée. Ces matériaux sont idéaux pour des applications industrielles où la résistance à la chaleur et à l’usure est fondamentale.
Applications spécifiques
- Aéronautique et automobile : Les pièces en titane et aluminium sont fréquemment utilisées pour leur légèreté et leur résistance. Les imprimantes utilisant la technologie EBM sont particulièrement adaptées.
- Médical et bijouterie : La cire et les matériaux précieux comme l’or et le platine sont imprimés avec des imprimantes SLA et DLP pour des détails fins et une finition lisse.
- Dentisterie : La céramique et les résines liquides sont couramment utilisées pour créer des prothèses et des couronnes dentaires, offrant une précision et une durabilité exceptionnelles.
Ingénieurs et constructeurs
Les ingénieurs et les constructeurs aéronautiques et spatiaux privilégient les imprimantes 3D capables de travailler avec des poudres métalliques et des alliages de haute performance. Les technologies DMLS et EBM permettent de réaliser des pièces complexes avec une précision et une résistance optimales, majeures pour les applications critiques.
