Filaments et matériaux
Les matériaux adaptés à l’impression FDM se présentent tous sous forme d’un filament thermoplastique continu, d’un diamètre calibré de 1,75 ou 3 mm, enroulé en bobine de 1 kg ou moins. Les fabricants débordent d’imagination pour développer leur offre et on peut aujourd’hui trouver des matières, finitions et coloris adaptés à tous les projets ou presque. Les critères de choix sont la facilité d’emploi, la finition et les résistances mécaniques (traction, rupture, impact), thermiques et à l’environnement (humidité et exposition solaire). Selon l’usage des objets, intérieur ou extérieur, les sollicitations mécaniques prévues, et le matériel dont on dispose, on s’orientera vers tel ou tel filament
1/ PLA (acide polylactique) :
Plutôt vertueux car fabriqué à partir de matières premières d’origine végétale (amidon de maïs), le PLA, disponible en version translucide, est le plus facile à imprimer, le plus polyvalent et le moins cher, de l’ordre de 20 € le kg. Son odeur est faible et il résiste bien aux UV, mais il résiste mal à l’humidité et il est assez difficile à coller (époxy ou cyanoacrylate). Sa température d’impression reste assez basse, entre 190 et 210 °C selon les fabricants.
2/ PETG (polytéréphtalate d’éthylène glycol)
C’est l’un des polymères les plus utilisés au monde (20 % de la production mondiale !), en particulier dans l’emballage alimentaire et les vêtements, réputé pour sa résistance aux chocs, à l’humidité et à l’abrasion, sa transparence et sa stabilité dimensionnelle. À condition de bien respecter les recommandations du fabricant, il s’imprime, assez facilement et sans odeur, autour de 210 à 250 °C sur un plateau chauffant entre 70 et 90 °C, mais il tend à créer de fins filaments parasites (« stringing »). Moins rigide que le PLA, il résiste bien mieux aux chocs et à l’exposition à l’extérieur. Son prix, identique à celui du PLA, en fait une alternative de choix, d’autant que son état de surface lisse et sa brillance améliorent le rendu esthétique des pièces.
3/ ASA (acrylonitrile styrène acrylate)
Successeur de l’ABS, ce matériau est prisé par l’industrie automobile pour la fabrication de nombreuses pièces extérieures, car sa résistance aux UV est très élevée. Il présente aussi une forte résistance à l’impact et à l’abrasion et il reste stable dans le temps. Son impression est en revanche assez délicate, en raison d’une température d’impression élevée, de l’ordre de 250 °C pour l’extrudeur et 90 à 110 °C pour le plateau, le tout dans une enceinte close pour limiter les déformations (« warping ») et les émanations de styrène. Le coût de l’ASA est également plus élevé, de 35 à 70 € le kg environ.
4/ TPU (polyuréthane thermoplastique)
Ce thermoplastique se différencie des précédents par sa flexibilité, qui autorise l’impression de pièces souples, comme des joints, silent-blocs ou protections diverses. Il résiste aussi très bien aux chocs, à l’abrasion et aux déchirures. Grâce à une excellente cohésion des couches, les pièces ont une grande homogénéité.
À condition de ralentir la vitesse de dépose et de bien régler la ventilation, l’impression ne pose pas de problème majeur sur une machine à entraînement direct qui tire le filament dans l’extrudeur, à la différence des systèmes Bowden qui poussent la matière dans la buse d’impression. Il faut compter
40 € le kg environ.
Il existe enfin d’innombrables filaments à vocation décorative, chargés en fibre de bois ou en minéraux, d’autres imitant des surfaces soyeuses, métalliques, chromées, argentées, dorées, etc. On peut enfin trouver des matériaux hautement spécialisés, mais compatibles avec des imprimantes grand public, comme le LW PLA, qui s’expanse à la chaleur et forme une mousse structurelle. En imprimant de la mousse, on peut diviser par deux le poids d’un composant. Étonnant !