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Home » Centre d’apprentissage » Choisir le bon matériau d’impression 3D » Solidité et robustesse : Quel matériau choisir pour votre impression 3D
Il y a tant de choix de matériaux d’impression qu’il est possible de se sentir un peu perdu. Quel matériau est le plus adapté à vos besoins de fabrication ? À ce stade, il peut être dur pour vous de répondre à cette question. Pour vous aider, nous avons écrit des articles sur les différents matériaux disponibles, sur leurs propriétés et sur leurs possibles applications. Il y a peu nous nous étions intéressés aux matériaux d’impression flexibles, aujourd’hui, nous vous présentons les plus solides.
L’impression 3D ne se réduit pas à la technologie FDM. Votre imprimante FDM vous permet de construire de bons prototypes mais avoir recours à de la fabrication additive plus poussée vous donne la possibilité de construire des produits finis pleinement fonctionnels. Imprimer vos pièces en 3D c’est faire le choix de créer des objets solides avec moins de déchets de production et donc avec moins de coûts de fabrication.
Nous énumérerons ici différentes technologies d’impression 3D : SLS et Jet Fusion pour les matériaux plastiques, Polyjet pour les résines et également quelques technologies disponibles pour l’impression 3D en métal. Le choix est grand mais pour vous aider à choisir, nous partagerons avec vous notre point de vue d’expert. Maintenant regardons ensemble quel(s) matériau(x) et quelle(s) technologie(s) vous devriez envisager pour obtenir des pièces robustes et solides.
Le Frittage Sélectif Laser (SLS) est une technique d’impression 3D par ajouts successifs de fines couches de poudres de polymère. Une couche de poudre est déposée sur le lit d’impression, un faisceau laser d’une température de 160° C à 200° C la fritte sous la forme voulue. La SLS est une bonne technologie pour de petits volumes de production mais aussi pour faire des prototypes solides et des simulations. Elle autorise les géométries complexes et l’ajout de structures en treillis (supports). C’est une technologie d’impression 3D très robuste.
Le nylon possède la plus grande variété de propriétés. Chez Sculpteo, nous proposons une large gammes de nylon en fonction de vos applications et exigences :
Cette gamme de matière Nylon (polyamide) permet de couvrir un large champ d’applications avec des modules de Young qui varient de 1700 (pour le PA11) à 5900 Mpa pour le PA11 CF. (ces valeurs sont données à titre indicatif puisque les valeurs de modules de young dépendent de l’axe de fabrication, ainsi que des conditions de fabrication des éprouvettes.)
Avec les différents choix de matériaux disponibles, vous pourrez facilement trouver la rigidité adaptée à votre application. N’oubliez pas qu’une modification du design peut également influencer la flexibilité des matériaux. Par exemple, réduire l’épaisseur des parois permet souvent d’augmenter la souplesse de la pièce, tandis qu’une augmentation de cette épaisseur la rendra plus rigide.
Il est important de noter que la rigidité n’est pas le seul critère à considérer pour évaluer la robustesse d’un matériau. D’autres facteurs comme l’allongement à la rupture et la résistance aux impacts jouent également un rôle crucial.
Le Multi Jet Fusion PP est un polypropylène parfait être utilisé dans le secteur industriel. Il combine haute rigidité, un bon allongement à la rupture et une bonne résistance aux produits chimiques.
Toutes ces propriétés font de ce matériau un plastique particulièrement intéressant pour les industries les plus exigeantes. Le Polypropylène est déjà largement utilisé au sein de secteurs tels que l’automobile, la cosmétique ou l’emballage.
La possibilité d’utiliser ce matériau pour la fabrication additive offre maintenant de nouvelles opportunités, qui pourraient permettre à de nombreuses industries de se tourner vers l’impression 3D. Ce matériau permet de créer des pièces à la fois légères et robustes, deux critères très importants pour la création de pièces dans le secteur de l’automobile.
Ultrasint® PA11 CF est un matériau d’impression 3D renforcé en fibres de carbone, permettant au matériau d’obtenir des performances mécaniques avancées. Avec un haut rapport résistance / poids, une résistance aux impacts, l”Ultrasint® PA11 CF sera le matériau parfait pour vos pièces rigides les plus techniques.
Le TPU (polyuréthane thermoplastique) est un matériau exceptionnel pour l’impression 3D, alliant flexibilité et robustesse. Nous proposons 2 déclinaisons de cette matière:
Idéal pour la fabrication de pièces souples et résistantes, le TPU est parfait pour des applications variées telles que les coques de protection, les joints, et les semelles de chaussures. Grâce à sa haute résistance aux chocs, à l’abrasion et à la déformation, il se distingue comme un choix incontournable pour les projets nécessitant durabilité et élasticité. Découvrez notre gamme de filaments TPU sur notre site pour réaliser des impressions 3D de qualité professionnelle, adaptées à vos besoins spécifiques.
Jet Fusion est une technique de fabrication additive développée par HP. Elle crée des pièces de manière additive par application d’un agent liquide de fusion sur chaque couche. Cette technologie se démarque vraiment pour sa capacité à fabriquer des objets en série. Nous proposons 4 matériaux au sein de cette technologie :
Les matières de la gamme de MJF couvrent également une gamme assez large de module, en partant d’un produit souple tel que le TPU (module de Young de 85 MPa), allant jusqu’à un module de 1700 MPa pour le PA12.
Les matériaux PA11, PA12, et PP possèdent par ailleurs une bonne résistance aux produits chimiques dont les hydrocarbures, les aldéhydes cétones, les bases minérales, les sels, les alcools, les carburants, les détergents, les huiles et les graisses.
Parlons maintenant des technologies additives avec utilisation de matériaux métalliques. La Fusion Sélective par Laser (SLM) est une technologie d’impression 3D qui utilise de la poudre de métal pour produire vos pièces. La poudre métallique est fusionnée par l’action d’un laser qui fait fondre la poudre aux endroits choisis. Chez Sculpteo, nous utilisons de l’aluminium AlSi7Mg0,6 composé à 90 % d’aluminium et avec 7 % de silicone et 0,6 % de magnésium. Ce matériau résiste à de hautes tensions. Il est à la fois durable et léger.
Le DMLS (Direct Metal Laser Sintering – Frittage Laser Direct de Métal) est une autre technique d’impression 3D métallique. La différence avec la technologie SLM est la température de frittage. La DMLS ne fait pas fondre complètement la poudre métallique. Il existe deux options de matériaux pour cette technique d’impression : l’Acier Inoxydable 316L et le Titane 6AI-4V. Les composants de notre Acier Inoxydable 316L sont le fer à environ 66-70%, le chrome à 16-18%, le nickel à 11-14% et le molybdène à 2-3%. Ce matériau présente une très bonne résistance à la corrosion ainsi qu’un bel aspect extérieur. Il est bien sûr solide. Ces propriétés font de l’acier inoxydable 316L un excellent candidat pour des utilisations dans l’industrie médicale, automobile et aérospatiale.
La seconde option de matériau, le titane 6AI-4V est composé de titane à 88-90 %, d’aluminium à 5,5-6,5 % et de vanadium à 3,5-4,5 %. Ce matériau d’impression 3D se distingue par sa faible toxicité, sa haute résistance à l’oxydation et à l’acide ainsi que son point de fusion extrêmement élevé (1660 ° C ou 3260 ° F). Autre point important, il peut également produire des pièces avec de grands niveaux de détails.
Enfin, concentrons-nous sur le moulage du métal. Cette méthode est adaptée aux petites pièces comme les bijoux. Elle permet la fabrication d’un grand nombre de réplicats identiques d’un objet initial. Le premier modèle est imprimé en 3D, puis un moule est créé autour de lui pour que le métal y soit coulé. On obtient finalement des pièces métalliques identiques et de haute qualité.
Avec cette technologie, nous vous proposons 3 choix de matériaux : l’argent massif, le laiton et le bronze. Ils ont tous mêmes propriétés en matière de résistance. Ils sont robustes et ils vous fourniront une surface très lisse et un haut niveau de détails. La différence entre les matériaux réside dans les options de placage.
Comme vous pouvez le constater, les choix sont nombreux dès qu’il s’agit d’imprimer en 3D avec des matériaux solides ! Pour vous aider encore un peu plus à prendre votre décision, nous vous avons préparé plusieurs tableaux récapitulatifs de tous les matériaux dont nous avons parlé et de leurs propriétés. Vous retrouverez les propriétés mécaniques, ainsi que guide de design pour ces différents matériaux et technologies.
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