P usieurs étapes sont nécessaires dans le processus de choix d’un filament. Elles peuvent se résumer en deux questions : Quel filament convient à mon imprimante 3D et quel sera l’usage de l’objet imprimé ?
1. Caractéristique machine
En premier lieu il faut savoir quelles sont les caractéristiques de votre imprimante 3D afin de pouvoir choisir le filament qui convient.
a. Propriétaire ou ouverte
Il y a deux catégories d’imprimantes 3D : Propriétaire ou ouverte. Chaque filament correspond à des paramètres d’impression particulier.
Avec les imprimantes propriétaires (ex : Zortrax M200) on ne peut pas configurer manuellement tous les paramètres d’impression, notamment la température d’extrusion. Les imprimantes de ces catégories sont programmées pour fonctionner avec les filaments de la marque constructeur. Il est parfois possible d’utiliser un filament similaire mais pas tout le temps, certaines imprimantes sont contraintes à l’utilisation des consommables du constructeur (cartouche avec puce, ex : CubeX)
Les imprimantes ouvertes (ex : Ultimaker 2+) permettent de configurer tous les paramètres d’impression et donc d’utiliser tous les matériaux, dans les limites des capacités machines (température d’extrusion ou présence d’un plateau chauffant par exemple).
L’imprimante 3D Zortrax M200
Exemple d’une imprimante 3D propriétaire
L’imprimante 3D Ultimaker 2+
Exemple d’une imprimante 3D ouverte
b. Diamètre du filament
il y a deux diamètres de filaments : 1, 75 mm et 2,85 mm (parfois 3 mm). Votre imprimante est conçue pour l’un ou l’autre diamètre. Si vous ne le connaissez pas, votre constructeur ou des sites comme Les Imprimantes 3D et 3Dnatives peuvent vous renseigner.
c. Température d’extrusion
En général les imprimantes 3D permettent d’atteindre les températures nécessaire à la plupart des matériaux. Cependant il y a certaines exceptions. Le Nylonvia 66GF de Nanovia requiert par exemple une température d’extrusion minimum de 270 °C, non atteignable avec la plupart des imprimantes 3D.
d. Plateau chauffant
Toutes les imprimantes n’ont pas de plateau chauffant. Les plastique utilisés dans l’impression 3D refroidissent très vite. Certains matériaux auront plus tendance à se déformer en refroidissant. Le plateau chauffant permet donc de limiter cette déformation. Certains filaments peuvent s’imprimer sans (ex : PLA), d’autres nécessites un plateau chauffant (ex : ABS).
2. Propriétés esthétiques
Il faut maintenant se demander quel est le niveau de qualité attendu pour l’objet imprimé.
a. Restitution des détails
Le niveau de détail dépendra de la qualité du filament et des propriétés des matériaux utilisés. Certains filaments, chargés en poudre métallique (ex : BronzeFill) ou fibres de carbone (ex : ABS/Carbone) nécessite une buse de 0,5 mm pour éviter l’encombrement lors de l’extrusion. Cela affectera le niveau de détail. D’autres sont spécialement conçus pour offrir une excellente restitution des détails (ex : nGen).
b. Qualité de surface
La qualité de surface dépendra également de la qualité du filament et des propriétés du matériau. Il faut aussi savoir que plus vous imprimez avec des couches fines moins elles seront visibles. Nous avons mis en place dans la boutique un filtre pour vous guider dans votre choix.
c. Texture
Les filaments chargés en poudre métallique (ex : BrassFill) ou en fibre de bois (ex : BambooFill) permettent d’obtenir de très belles textures agréables au toucher.
d. Post-traitement
Plusieurs solutions de post-traitement existe selon les matériaux. Par exemple, l’ABS peut être lissé à l’acétone tandis que les filaments chargés en poudre métallique peuvent être poncés et vernis afin d’obtenir un rendu très proche du métal.
3. propriétés mécaniques
Votre pièce peut être soumise à des contraintes mécaniques. Vous trouverez en général plus d’information à ce sujet dans les fiches techniques des filaments. Pour faire simple, trois propriétés ressortent du lot : résistance aux chocs, à la flexion et élasticité.
a. choc
Si votre objet imprimé pourrait subir des chocs, il faudra un matériau adapté. Par exemple, l’ABS résiste beaucoup mieux aux chocs que le PLA. Consulter la section “résistance aux chocs” du filtre de la boutique.
b. flexion
Les matériaux utilisés dans l’impression 3D réagissent de façon très différentes à la flexion. Certains se déforment vite sous cette contrainte (ex : HDglass) tandis que d’autres y résistent beaucoup mieux (ex :PETg/carbone). La aussi, nous avons mis en place un filtre.
c. Elasticité
Certains matériaux sont très rigides, d’autres sont conçus pour être flexible. le filament de Nanovia Istroflex est un très bon exemple de matériau flexible. Aidez-vous du filtre pour les différencier.
4. Propriété thermique
L’impression 3D utilise des thermoplastiques pour imprimer des objets. Ce sont des matières qui ramollissent lorsqu’elles sont chauffés à certaine température mais qui, au dessous, redeviennent dures. Le terme transition vitreuse désigne le stade ou le matériau se ramollit. Pour trouver un filament résistant à la chaleur, aidez-vous du filtre !
5. Contraintes de fabrication
Certains modèles 3D ont des géométries complexes. Il faut alors un filament capable de respecter les contraintes de fabrication.
a. Surplomb et pont
En général on génère des supports pour les éléments ne reposant sur aucune ou très peu de surface. Mais il n’est pas toujours possible de placer ces supports et alors il faut demander à l’imprimante de réaliser une “acrobatie” et d’imprimer des zone en surplomb ou de réaliser des ponts sans supports. Certain filaments seront plus adaptés que d’autre, notamment si ils refroidissent plus vite. Si le filament est encore mou lors du deuxième passage, la structure risque de s’effondrer.
b. Déformation
Lorsque l’on veut imprimer des pièces de gros volume ou des éléments devant s’imbriquer il est important que le matériau utilisé ne se déforme pas trop. L’ABS a tendance à se déformer et demandera une température ambiante élevée si l’on veut éviter cela. Le PLA est connu pour avoir une bonne stabilité dimensionnelle.
6. Propriétés d’usages
Selon le contexte d’utilisation et même le contexte d’impression votre choix peut s’orienter vers un filament en particulier.
a. Environnement
Certains filaments sont sensibles à l’humidité, ou à la lumière. Si l’objet final est soumis aux conditions extérieures il faut le prendre en compte dans le choix du filament. Les biopolymères (plastique issu du vivant, comme le PLA) ont une faible durabilité en condition extérieures.
b. Biodégradable
Qui dit faible durabilité dit dégradable. A l’opposé, les biopolymères sont biodégradables.
c. Contact alimentaire
Si votre objet imprimé est en contact avec les aliments, il faudra vérifié que le filament utilisé est approuvé pour le contact alimentaire. Le PETg (ex :HDglass) par exemple peut être mis en contact avec les boissons et nourritures.
d. Impression facile
Pour imprimer l’esprit tranquille, optez pour un filament de qualité et qui se déforme peu (ex : PLA/PHA)
e. Sans odeurs
Lorsque vous imprimez à proximité de public ou dans votre appartement, il vaut mieux utiliser un filament qui ne dégage pas des odeurs toxiques et nauséabondes (ex : PLA/PHA)
f. Soluble
Le filament PVA est soluble dans l’eau. il est généralement utilisé pour imprimer les supports. Cela permet de réaliser des géométries complexes.
