Impression 3D : la fabrication additive et matériaux

Impression 3D : la fabrication additive et matériaux

30 janvier 2018
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Le dépôt de fil fondu

La fabrication additive, plus communément appelée impression 3D, est une méthode de fabrication par ajout de matière. Ce principe s’oppose aux méthodes de fabrications conventionnelles qui procèdent par enlèvement de matière.

Il existe trois grandes familles d’impression 3D :

– Le dépôt de fil fondu (FDM) ;

– Le frittage de poudre (SLS);

– La stéréolithographie (SLA).

Chacune d’entre elles possèdent leurs propres spécificités. Dans cet article nous parlerons de la technologie la plus répandue auprès du public, le dépôt de fil fondu ou en anglais Fused Deposition Modeling (FDM).

impression 3D dépôt de fil fondu

Pour commencer, une bobine de filament est chargée dans la machine. Ce dernier servira de matière première pour l’impression. Ce filament est introduit dans un élément chauffant, qu’on appelle la buse d’extrusion. Instantanément le filament passe d’un état solide à liquide, et peut ainsi être déposé couche par couche sur la plateforme de construction. La buse d’extrusion est contrôlée par des moteurs pas à pas, qui permettent un contrôle très précis de sa position. Le filament en question peut être de plusieurs origines. Dans une grande majorité des cas, c’est un plastique issu des matières fossiles. Il est possible de composer un filament à partir de plusieurs matériaux comme le PET chargé fibre de verre. A l’heure actuelle dans le domaine de la fabrication additive, les recherches tournent principalement autour de l’amélioration des propriétés mécaniques des matériaux.

Il est intéressant de noter que le PLA, qui est un des matériaux les plus utilisé, est un plastique créé à partir d’amidon naturel. Il est de ce fait biodégradable.

Le tableau ci-dessous offre un aperçu des principaux matériaux disponibles pour l’impression 3D de type FDM.

Quelques informations concernant les matériaux techniques :

– ASA : Parfait pour des applications d’extérieures. Il possède la meilleure résistance aux UV parmi les
matériaux présentés.
– TPU : Matériau flexible, possédant une dureté comprise entre 81 et 93 Shore A.
– PACF : Le Carbonium est un PA chargé fibre de carbone. Il offre une importante rigidité pour des
applications haut de gamme.
– PAGF : Spécialement développé pour offrir une résistance à la traction remarquable (75% plus élevé
que l’ABS). C’est un PA chargé fibre de verre.

(*1) Capacité du matériau à résister dans le temps (Chaleur, UV, eau etc.)