De nouvelles possibilités infinies avec les différentes variantes de PLA

En matière de variantes des matériaux d’impression 3D de base, rien ne vaut le PLA. Il semble que presque chaque semaine, quelqu’un, quelque part, trouve une nouvelle manière originale de revisiter le PLA. Il peut briller, scintiller, avoir l’apparence et le toucher du bois ou du métal, être extrêmement léger ou particulièrement rigide.  

Dans cet article, nous aborderons nombre de ces variantes de PLA, leurs propriétés, leurs utilisations, leurs avantages et inconvénients, ainsi que les paramètres d’impression recommandés pour vous aider à démarrer dans la bonne direction. Mais comme pour tous les filaments d’impression 3D, votre expérience peut varier. Il n’existe aucune norme ni réglementation concernant la quantité ou le type de matériaux ajoutés pour créer une variante spécifique. Le PLA phosphorescent d’un fournisseur peut être entièrement différent de celui d’un autre. Les fabricants peuvent aussi modifier, et modifient effectivement, leurs formules « secrètes » afin de mieux différencier leur produit de la concurrence.

Ce guide espère vous « guider », vous, passionné d’impression 3D, à travers le dédale sans fin des variantes de PLA, en vous fournissant une base solide d’informations pour vous aider à tirer la meilleure expérience de votre imprimante 3D du filament à base de PLA que vous choisirez.

Avertissements
Comme indiqué précédemment, les variantes de PLA semblent infinies, de nouvelles apparaissant pratiquement chaque semaine ; nous ne pouvons donc pas toutes les couvrir ici. Nous avons plutôt sélectionné quelques-unes des plus courantes et des plus populaires.

Je tiens également à préciser qu’aucun de ces produits ne doit être considéré comme « compatible avec un usage alimentaire ». Le PLA, le PLA pur, est un matériau biosourcé fabriqué à partir de maïs et de canne à sucre, mais tout ce qui y est ajouté pour obtenir ces variantes est non réglementé, non testé et, le plus souvent, non divulgué. Alors ne le mangez pas et n’y mettez pas vos aliments. C’est tout ce qu’il y a à dire.

Filament JGMaker disponible : https://www.jgmaker3d.com/collections/filament

Phosphorescent

Vue d’ensemble

Peut-être la variante de PLA la plus courante, et l’une des plus anciennes, est le PLA phosphorescent. L’effet lumineux est obtenu grâce à des additifs tels que le sulfure de zinc, le sulfure de calcium et/ou l’aluminate de strontium. Ces minéraux absorbent la lumière UV (ultraviolette) et la réémettent sous forme de lumière visible. Ces pigments phosphorescents sont très abrasifs et peuvent rapidement endommager une buse en laiton en moins d’un demi-rouleau. Préparez-vous donc à remplacer fréquemment la buse ou optez pour une buse en acier trempé. De plus, la taille des particules de pigment peut varier considérablement d’un fabricant à l’autre ; il est donc recommandé d’utiliser une buse de 0,5 mm ou plus pour aider à prévenir les obstructions. 

Utilisations dans l’impression 3D

Le PLA phosphorescent est le plus souvent utilisé pour les décorations, comme les accessoires d’Halloween, ainsi que pour créer des effets intéressants sur les modèles. Les additifs minéraux nuisent à la résistance et à l’adhérence entre les couches, ce qui le rend souvent moins durable que le PLA ordinaire. L’effet phosphorescent dépend également de la densité de l’objet imprimé et de son exposition aux UV. Pour obtenir une lueur plus intense et durable, il est donc recommandé d’utiliser un remplissage allant jusqu’à 100 % et de le « charger » à la lumière directe du soleil.  

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,25 g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : moyenne

Abrasivité : élevée

Déformations : minimales – peut se décoller du plateau et se recourber sur les porte-à-faux
Retrait : 0,2-0,25 %

Filage : faible

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré 

Paramètres d’impression

Température de la buse : 190–220 °C

Température du plateau : désactivée-50 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30–90 mm/s recommandé

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : acier trempé recommandé

Taille de buse : 0,5 mm ou plus pour éviter les bouchages

Variantes

Même dans la gamme des PLA phosphorescents, il existe plusieurs sous-variantes, comme les versions brillantes et flexibles. Pour la version flexible, il est recommandé d’utiliser un extrudeur à entraînement direct.

Stockage

Les additifs minéraux du PLA phosphorescent n’affectent pas ses propriétés hygroscopiques. Il nécessite donc essentiellement les mêmes recommandations de stockage que le PLA standard : conserver dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil. 

Avantages

Le PLA phosphorescent est idéal pour ajouter une touche originale à vos impressions en PLA, ce qui le rend parfait pour les décorations et les modèles distinctifs. Il est presque aussi facile à imprimer que le PLA standard et offre de nombreuses variations de couleur à expérimenter.  

Inconvénients

Les additifs minéraux ne remédient ni à la fragilité ni à la faible résistance aux intempéries du PLA. Ils réduisent également quelque peu l’adhérence entre les couches et peuvent facilement boucher les buses standard de 0,4 mm. Leur forte abrasivité signifie aussi que les buses standard en laiton s’useront rapidement ; il est donc recommandé d’utiliser des buses en acier trempé.

 

Soyeux

Vue d’ensemble

En raison de son aspect ultra-lisse et de sa semi-translucidité, cette variante de PLA est appelée PLA soyeux. On dispose de peu d’informations sur les additifs utilisés pour créer cet effet, mais ils contribuent à améliorer l’adhérence entre les couches ainsi que la flexibilité du PLA. Il peut toutefois être sujet aux bouchages, l’adhérence au plateau peut poser problème et il nécessite des températures d’impression légèrement supérieures à celles du PLA standard. 

Utilisations dans l’impression 3D

Cette variante est idéale pour obtenir un aspect très lisse et brillant, pratiquement sans post-traitement : pas besoin de ponçage ni de peinture. Selon le fournisseur, la qualité du PLA soyeux et l’imprimante 3D, les lignes de couche disparaissent presque complètement. Le PLA soyeux est un peu plus flexible, et donc légèrement plus durable que le PLA, mais il reste limité par sa faible résistance aux UV et aux intempéries.  

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,24 g/cm³

Flexibilité : Faible à moyenne

Fragilité : élevée

Durabilité : moyenne

Abrasivité : faible

Déformations : minimales – peut se décoller du plateau et se recourber sur les porte-à-faux
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré 

Paramètres d’impression

Température de la buse : 190–235 °C

Température du plateau : Désactivée–80 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : Laiton/quelconque

Taille de buse : 0,4 mm ou plus  

Variantes

Il existe une grande variété de PLA soyeux, chaque fabricant utilisant ses propres ingrédients « secrets » pour obtenir cet effet soyeux. Les températures d’impression et du plateau, ainsi que les vitesses d’impression, varient donc considérablement. Ces variations peuvent également affecter l’adhérence au plateau ; veillez donc à consulter les recommandations du fabricant pour l’impression avec sa gamme de PLA soyeux. 

Stockage

Les exigences de stockage du PLA soyeux sont essentiellement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil. 

Avantages

Le PLA soyeux offre un aspect très brillant, avec un minimum de lignes de couche et peu ou pas de post-traitement. Il est donc idéal pour les décorations et les modèles à fort impact visuel. Sa flexibilité modérée le rend moins cassant et plus durable que le PLA standard. Avec les bonnes couleurs et une finition brillante, le PLA soyeux peut presque ressembler à du métal poli, sans les inconvénients du PLA chargé de métal.

Inconvénients

Le PLA soyeux a tendance à produire davantage de fils et à moins bien adhérer au plateau que le PLA standard ; il nécessite donc un peu plus de réglages et d’ajustements pour obtenir une impression parfaite. Les additifs peuvent provoquer des obstructions et, selon la flexibilité de la marque, un extrudeur à entraînement direct ou à double engrenage peut être nécessaire.

Bois

Vue d’ensemble

Oui, il contient bien du bois ! Le PLA chargé de bois contient généralement environ 30 % de fibres de bois, ce qui peut sembler peu, mais suffit à lui donner une odeur et un comportement similaires à ceux du vrai bois. La « poussière » de bois utilisée peut varier considérablement selon le fabricant ou le type de produit : bouleau, noix de coco, bambou, cèdre, pin, etc. Elle est généralement indiquée dans sa description. L’impression avec cette variante de PLA dégage également une odeur de bois souvent agréable (ou de bois brûlé si la température d’impression est trop élevée).

Utilisations dans l’impression 3D

Le PLA chargé de bois est idéal pour créer des impressions à l’aspect et au toucher « sculptés ». Elles peuvent également être poncées pour obtenir une surface lisse, comme du vrai bois, et une finition agréable. Cependant, les teintures pour bois classiques adhèrent assez mal en raison de la forte teneur en PLA. Faire varier la température d’impression en fonction de la hauteur peut produire des bandes, ou un effet de veinage, selon le type de bois utilisé, donnant ainsi un aspect encore plus réaliste.

Bien que certains fabricants affirment que le PLA chargé de bois est moins cassant et plus durable, c’est souvent l’inverse : il peut présenter une moins bonne adhérence entre les couches et une plus grande fragilité. Les résultats peuvent varier. Comme il s’agit encore principalement de PLA, il conserve la mauvaise résistance aux UV et aux intempéries, ainsi que le caractère hygroscopique du PLA pur.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,20 g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : moyenne

Abrasivité : moyenne

Déformations : minimales – peut se décoller du plateau et se recourber sur les porte-à-faux
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimales, avec une légère odeur de bois

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 190-240 °C (selon le type de charge de bois)

Température du plateau : désactivé-60 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : acier inoxydable, titane, etc. (le laiton s’usera rapidement)

Diamètre de buse : 0,5 mm ou plus

Variantes

Il existe des dizaines de variantes de PLA chargé en bois, en raison de la grande variété de bois utilisés. Elles peuvent créer une gamme presque infinie d’effets et de finitions pour vos impressions, selon les variations de température utilisées, le ponçage, la teinture (dans une certaine mesure) et la finition. Il convient de respecter les températures de buse recommandées, car les dépasser peut brûler le bois, obstruer la buse et éventuellement provoquer un incendie.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA chargé en bois sont pratiquement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil.

Avantages

L’aspect et le toucher du vrai bois peuvent grandement renforcer l’attrait visuel et tactile des impressions 3D, qu’il s’agisse de pièces d’échecs, de sculptures, etc. Il est essentiellement aussi facile à utiliser que le PLA standard et peut dégager une odeur agréable (néanmoins, imprimez toujours en 3D dans un endroit bien ventilé).

Inconvénients

Le PLA chargé en bois peut être plus filant et présenter une moins bonne adhérence entre les couches que le PLA standard. Une buse de 0,6 mm ou plus est recommandée, car les particules peuvent facilement obstruer les ouvertures plus petites. Et même si la plupart des bois utilisés sont assez tendres, ce filament use les buses en laiton plus rapidement que le PLA standard ; il est donc recommandé d’utiliser une buse plus dure ou de remplacer fréquemment la buse en laiton.

Métal

Vue d’ensemble

D’emblée : ces filaments contiennent réellement du métal, qui usera très rapidement une buse en laiton. Les buses en acier trempé sont donc vivement recommandées. En général, ces filaments contiennent du cuivre, du bronze, du laiton, de l’acier inoxydable ou du fer. Bien que certains soient étiquetés « or » ou « argent », ils ne contiennent pas réellement ces métaux et n’en reproduisent que l’apparence. De plus, une bobine de 1 kg de PLA chargé en métal contient beaucoup moins de filament réel (en longueur) qu’une bobine de PLA standard en raison du poids accru du métal, et est souvent fournie sur une bobine plus petite pour en tenir compte. Selon le métal utilisé, ces filaments peuvent également être légèrement magnétiques.

Utilisations dans l’impression 3D

Le filament chargé en métal, tout comme le filament chargé en bois, est un excellent moyen de produire des impressions 3D esthétiques, au-delà de ce qu’il est possible d’obtenir avec du PLA standard. Comme ces filaments contiennent du métal véritable, ils peuvent être polis dans une certaine mesure et possèdent le poids et le toucher du métal réel. Certains types, comme le filament chargé en fer, peuvent être intentionnellement rouillés pour donner à votre impression un aspect ancien et patiné. Cependant, bien que le PLA chargé en métal soit plus rigide que le PLA classique, il est également plus cassant et présente une moins bonne adhérence entre les couches. Il n’est donc pas vraiment adapté aux impressions structurelles ou aux impressions soumises à de fortes contraintes.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : faible

Densité : 2+ g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : faible

Abrasivité : élevée

Déformations : minimes
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : non

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 190-240 °C (selon le type de charge de bois)

Température du plateau : désactivé-60 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-80 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : acier trempé

Diamètre de buse : 0,5 mm ou plus

Variantes

Les variantes de PLA chargé de métal dépendent du métal utilisé. Les métaux non ferreux, comme le cuivre, ne sont pas magnétiques et sont moins sujets à la rouille. Les métaux ferreux, comme l’acier et le fer, peuvent être quelque peu magnétiques et être sujets à la rouille ou à une décoloration liée aux intempéries — une propriété que vous pourriez rechercher pour certaines de vos impressions. Il existe également des filaments de PLA « chargés de métal » qui ne contiennent en réalité aucun métal, mais qui en ont l’apparence. Consultez la description et les caractéristiques du produit pour vous assurer de ce que vous achetez.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA chargé de métal sont essentiellement les mêmes que pour le PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil. Si le métal utilisé est sujet à la rouille, comme l’acier ou le fer, ajoutez quelques sachets de dessiccant pour le maintenir au sec.

Avantages

Avec leur aspect et leur toucher métalliques, ainsi que la possibilité de polir nombre de ces marques, ces filaments font vraiment ressortir vos impressions 3D. Ils ne nécessitent pas de températures plus élevées et sont plus lourds que le PLA standard, ce qui leur donne davantage l’aspect et le toucher de pièces coulées.

Inconvénients

N’importe quel PLA chargé de métal usera rapidement une buse en laiton. Les buses en acier trempé, en tungstène ou en rubis (si votre budget le permet) sont vivement recommandées. Les pièces produites sont très fragiles, avec une faible adhérence entre les couches, et les porte-à-faux ou les ponts s’impriment mal. Le PLA chargé de métal est plus cher que le PLA standard et, comme le filament est vendu au poids, la longueur de filament sur la bobine sera bien plus courte que celle du PLA standard pour un même poids.

PLA+

Vue d’ensemble

Qu’est-ce que le PLA+ exactement ? Excellente question. Le PLA+ est censé être un PLA plus résistant, plus durable et plus résistant à la chaleur, afin de se rapprocher du PETG ou de l’ABS. Cependant, il n’existe aucune norme concernant la composition d’un filament « PLA+ », et certaines marques commercialisent simplement leur produit avec un « + » sans aucune amélioration. Il est donc préférable de faire un choix éclairé et de s’en tenir à des marques connues et établies lorsqu’on achète un produit présenté comme « PLA+ ». Quant à ce qui entre réellement dans la composition du PLA+ pour lui conférer son « + », la plupart des fabricants de filaments gardent jalousement le secret. Il s’agit souvent d’utiliser un PLA de qualité supérieure ou du PHA (polyhydroxyalcanoate).

Utilisations dans l’impression 3D

Le PLA+ est conçu pour offrir la facilité d’impression du PLA, ainsi que la durabilité et la résistance à la chaleur du PETG ou de l’ABS. Encore une fois, comme il n’existe aucune norme concernant les additifs utilisés pour y parvenir, vos résultats varieront probablement. Bien qu’il s’agisse essentiellement de PLA, il ne nécessite ni enceinte ni les températures plus élevées associées à l’ABS ou au PETG. Le PLA+ ne présente pas non plus les problèmes de dégazage associés à l’ABS.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,24 g/cm³

Flexibilité : moyenne

Fragilité : moyenne

Durabilité : moyenne

Abrasivité : élevée

Déformations : minimes
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Point de ramollissement : 60-65 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 200-230

Température du plateau : désactivé-60 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : laiton

Diamètre de la buse : 0,4 mm 

Variantes

Les variantes de PLA+ sont aussi nombreuses que les fabricants. Il n’existe aucune norme concernant les additifs qui lui confèrent son « + ». Dans certains cas, il ne s’agit que d’une appellation marketing désignant un PLA de « meilleure qualité » chez certains fabricants. Renseignez-vous, faites vos recherches et consultez les avis afin de vous assurer que le PLA+ que vous achetez possède les propriétés souhaitées.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA+ sont pratiquement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil.

Avantages

Le PLA+ peut offrir une surface plus lisse, de meilleures performances pour les porte-à-faux, ainsi qu’une résistance et une durabilité supérieures, avec moins de fragilité que le PLA standard. Les résultats peuvent varier.

Inconvénients

Le PLA+ nécessite généralement une température de buse plus élevée pour être imprimé, mais celle-ci reste dans la plage prise en charge par les imprimantes 3D grand public d’entrée de gamme. Outre les inconvénients habituels du PLA standard, le seul inconvénient supplémentaire est de ne jamais savoir exactement ce que contient le PLA+ ni comment il se comportera finalement.

LW (léger)

Vue d’ensemble

Le PLA léger (LW) est relativement récent sur le marché au moment de la rédaction de ce texte. Ce filament devient léger en moussant pendant l’impression, souvent jusqu’à atteindre 3 fois son volume initial. Imaginez une mousse isolante en spray qui sortirait de votre imprimante. Ce phénomène est rendu possible par des ingrédients gardés top secrets qui, lorsque la buse est chauffée au-delà des températures normales du PLA, commencent à former des bulles et à mousser à la sortie de la buse. Normalement, ce n’est pas ce que l’on souhaite avec le PLA standard. Mais avec le LW-PLA, c’est voulu. Le résultat est une impression tout aussi résistante, pesant jusqu’à un tiers du poids habituel, avec une finition mate à l’aspect intéressant.

Utilisations dans l’impression 3D

Le LW-PLA a été conçu pour les amateurs de modélisme radiocommandé, afin de leur permettre de concevoir et d’imprimer des drones et des avions légers tout en offrant des performances comparables à celles du PLA standard. Il convient de noter que le LW-PLA reste assez cassant, résiste mal aux intempéries et n’est ni résistant aux UV ni à la chaleur. Il vaut donc mieux ne pas laisser votre drone au soleil ou sous la pluie pendant de longues périodes.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,24 g/cm³ (~0,45 g/cm³ après l’impression)

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : moyenne

Abrasivité : faible

Déformations : minimes
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : ~230 °C

Température du plateau : désactivé-60 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : laiton

Diamètre de la buse : 0,4 mm 

Variantes

Le LW-PLA présente des variations de couleur ainsi que d’additifs selon le fabricant. Cela peut affecter le cordage, ainsi que la résistance dans une certaine mesure.

Stockage

Les exigences de stockage du LW-PLA sont pratiquement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil.

Avantages

Le LW-PLA réduit le poids de l’impression finale (évidemment) et permet également de réaliser jusqu’à 3 fois plus d’impressions grâce à son expansion pendant l’impression. Il se découpe facilement, se ponce mieux que le PLA standard et se peint également bien.

Inconvénients

La couleur s’éclaircit quelque peu lorsqu’il mousse, l’impression finale sera donc moins foncée que le filament sur la bobine. Le LW-PLA a tendance à suinter davantage que le PLA standard ; ce phénomène peut être limité, mais pas complètement éliminé.

Haute température

Vue d’ensemble

Le PLA, bien qu’il soit l’un des filaments d’impression 3D les plus faciles à utiliser, présente un inconvénient majeur : une faible température de transition vitreuse, c’est-à-dire la température à laquelle il se ramollit au point de ne plus être considéré comme un solide, autour de 55-60 °C.

Le PLA haute température augmente cette limite jusqu’à environ 110 °C, ce qui le rend bien plus adapté aux applications à température élevée. Comme pour bon nombre des autres variantes de PLA présentées dans cet article, les ingrédients exacts du PLA haute température ne sont pas connus ; leurs fabricants affirment toutefois que ce résultat est obtenu grâce à l’utilisation de minéraux cristallins qui sont recuits après l’impression de la pièce afin d’augmenter sa température de transition vitreuse.

Utilisations dans l’impression 3D

Le PLA haute température est tout aussi facile à imprimer que le PLA standard, mais nécessite une étape supplémentaire de recuit pour augmenter sa température de transition vitreuse. Cela rend toutefois le PLA beaucoup plus utile dans les applications à haute température où le PLA normal fondrait : ateliers, habitacles de voiture, etc.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : moyenne

Densité : 1,23 g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : moyenne

Abrasivité : faible

Déformations : minimes
Retrait : 0,2-0,25 %

Formation de fils : moyenne

Température de transition vitreuse : ~80-110 °C (après recuit)

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 205-235 °C

Température du plateau : désactivé-60 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-90 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeuse Bowden : oui
Type de buse : acier inoxydable, titane, etc. (plus dur que le laiton)

Diamètre de buse : 0,5 mm ou plus

Variantes

Comme il n’existe pas de norme pour les additifs utilisés afin de fabriquer du PLA haute température, les variations sont aussi nombreuses que les fabricants. La température de transition vitreuse et le processus de recuit peuvent varier, tout comme la température de la buse et les exigences de l’imprimante. Veillez à consulter les recommandations du fabricant avant tout achat.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA haute température sont pratiquement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil.

Avantages

Ce filament reste aussi facile à travailler que le PLA standard tout en demeurant un matériau « solide » jusqu’à 110 °C après recuit. Il ne nécessite pas non plus d’enceinte, de températures d’impression plus élevées ni, souvent, de plateau chauffant.

Inconvénients

Un recuit post-traitement doit être effectué afin d’augmenter sa température de transition vitreuse. Cette opération est souvent réalisée dans un four ou dans un bain d’eau chaude, selon les recommandations du fabricant. Des déformations peuvent survenir pendant le recuit ; il est donc recommandé de laisser les supports en place.

Fibre de carbone

Vue d’ensemble

Le PLA n’est que l’un des types de filament pouvant être imprégnés de fibres de carbone. Les autres types comprennent le PETG, le nylon et l’ABS. Environ 15 % du PLA chargé en fibres de carbone est effectivement constitué de minuscules fibres de carbone. Cela permet de conserver la facilité d’impression propre au PLA tout en ajoutant la résistance et la rigidité des fibres de carbone. Toutefois, cet ajout rend également le PLA chargé en fibres de carbone plus cassant que le PLA standard, car les fibres sont très petites et ne s’étendent pas à travers les couches ou les parois.

Utilisations dans l’impression 3D

Les objets imprimés en PLA chargé en fibre de carbone sont courants chez les amateurs de voitures et de drones radiocommandés, grâce à leur résistance et leur rigidité accrues. Le carbone confère également à l’objet un bel aspect semi-brillant.

Propriétés

Imprimabilité : facile

Résistance : élevée

Densité : 1,3 g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : élevée

Abrasivité : élevée

Déformations : minimes
Retrait : 0,15-0,2 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : oui, dans des conditions optimales

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 195-220 °C

Température du plateau : désactivée-50 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeur Bowden : déconseillé
Type de buse : acier trempé

Diamètre de buse : 0,5 mm ou plus

Variantes

Les variantes les plus courantes du PLA chargé en fibre de carbone se distinguent par la quantité de fibres ajoutées, ainsi que par leur qualité et leur longueur. La plupart des fabricants recommandent une buse de 0,5 mm ou plus, car la longueur des fibres peut obstruer les ouvertures plus petites.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA chargé en fibre de carbone sont essentiellement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil.

Avantages

Si vous recherchez un matériau en PLA très rigide, résistant et léger, et que sa fragilité ne vous préoccupe pas, le PLA chargé en fibre de carbone est tout aussi facile à imprimer que le PLA standard, avec ces avantages supplémentaires. 

Inconvénients

La fibre de carbone est très abrasive et ses fibres peuvent facilement obstruer les buses standard de 0,4 mm. Il est donc recommandé d’utiliser des buses en acier trempé de 0,5 mm ou plus. Elle est également plus cassante que le PLA et plus coûteuse.

Conducteur

Vue d’ensemble

PLA conducteur Il s’agit d’un produit véritablement de niche. Il a peu d’applications en dehors du prototypage de circuits électriques pour les amateurs du marché grand public. Il mérite néanmoins d’être mentionné pour son caractère novateur.

Le PLA conducteur est fabriqué avec un pourcentage élevé de matériau conducteur, comme du graphène et d’autres métaux, afin d’améliorer sa conductivité. Cela permet d’imprimer des « fils » avec votre imprimante 3D pour créer des circuits et relier des composants entre eux, que ce soit pour un prototype ou une pièce finale. Il convient toutefois de noter que la conductivité de ce type de PLA est loin d’être aussi élevée que celle d’un fil de cuivre, même avec une fraction de son épaisseur. Cela s’explique par la présence d’une grande quantité de PLA dans le filament, qui agit comme un isolant.

Utilisations dans l’impression 3D

Comme indiqué précédemment, son objectif principal est le prototypage et les tests de circuits pour les amateurs, car sa durabilité et sa conductivité sont limitées. La tension et l’intensité qu’il peut transporter sont également limitées, même en imprimant des pièces plus épaisses ou plus hautes, car les couches et les parois conduisent moins bien qu’une extrusion continue. Le prix de ce filament varie énormément, de ~30 USD à plus de 2 000 USD par kg.

Propriétés

Imprimabilité : moyenne

Résistance : faible

Densité : 1,15 g/cm³

Flexibilité : faible

Fragilité : élevée

Durabilité : faible

Abrasivité : élevée

Déformations : minimes
Retrait : 0,15-0,2 %

Formation de fils : moyenne

Point de transition vitreuse : 55-60 °C

Résistance aux intempéries : faible. Sensible aux UV, à la chaleur et à l’humidité.

Émanations : minimes

Biodégradable : non

Hygroscopique : modéré

Paramètres d’impression

Température de la buse : 130-235 °C (varie considérablement selon le fabricant)

Température du plateau : désactivée-50 °C

Ventilateur de refroidissement : 50-100 %

Enceinte : aucune

Surface d’adhésion : ruban bleu, PEI, verre, bâton de colle, etc.

Vitesse d’impression : 30-100 mm/s

Extrudeur à entraînement direct : oui

Extrudeur Bowden : déconseillé
Type de buse : acier trempé

Diamètre de buse : 0,5 mm ou plus

Variantes

La conductivité, les additifs, les températures d’impression et le prix du filament varient considérablement. Il n’existe aucune norme concernant la résistance ou les additifs utilisés. Consultez donc les spécifications du produit et recherchez des avis et des discussions sur les forums pour vous faire une idée de l’offre de chaque fournisseur avant de l’acheter.

Stockage

Les exigences de stockage du PLA conducteur sont pratiquement les mêmes que celles du PLA standard : conservez-le dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière directe du soleil. Il n’est pas significativement plus hygroscopique que le PLA standard.

Avantages

Idéal pour créer rapidement des circuits simples avec votre imprimante 3D afin de tester vos conceptions et vos concepts, et même pour réaliser un circuit unique qui serait coûteux ou chronophage à fabriquer autrement.

Inconvénients

Les additifs de carbone et de métal sont extrêmement abrasifs et useront très rapidement une buse standard en laiton. Les particules sont également suffisamment grosses pour obstruer une ouverture standard de 0,4 mm. Une buse en acier trempé, voire en tungstène, de 0,5 mm ou plus est donc fortement recommandée.  

Il convient également de noter que le filament conducteur n’est utile que pour les composants électroniques et les circuits de faible puissance et basse tension. Le dépassement des valeurs nominales du fabricant peut entraîner la fonte et la combustion du filament, avec dégagement d’émanations toxiques et potentiellement cancérigènes.

Conclusion

Comme nous l’avons indiqué au début, il ne s’agissait que des variétés les plus courantes parmi la gamme apparemment infinie de filaments PLA. Les fabricants mettent constamment au point de nouvelles combinaisons. Mais comme ils sont tous à base de PLA, bon nombre de leurs propriétés d’impression sont identiques, comme nous l’avons constaté : aucune enceinte nécessaire, plateau chauffant facultatif dans la plupart des cas, émanations minimes et impression généralement très facile.

 

Les propriétés et les paramètres d’impression doivent servir de « guide de départ » pour votre imprimante et votre filament. Chaque imprimante est différente et chaque bobine de filament peut l’être aussi, même chez un même fabricant. Il est donc fortement recommandé d’effectuer quelques petites impressions de test avec chaque bobine afin de régler la température, le refroidissement, la vitesse et la rétraction, pour garantir la meilleure impression possible à chaque fois. 

Et enfin, voici un tableau facile à consulter regroupant toutes les propriétés et tous les paramètres d’impression des types de filament abordés dans cet article.

Profitez-en.