Conseil de conception

Que valent les matières utilisées en impression 3D ?

Analyse comparative entre les thermoplastiques utilisés pour le moulage par injection et les matières similaires aux thermoplastiques utilisées en stéréolithographie

De nombreux facteurs entrent en jeu quand il s’agit de comparer les caractéristiques techniques des thermoplastiques utilisés en moulage par injection et celles des matières « similaires aux thermoplastiques » utilisées pour les technologies d’impression 3D de qualité industrielle telles que la stéréolithographie (SL).

La SL utilise un liquide thermodurcissable, et non un thermoplastique, qui est traité aux UV couche par couche pour former la pièce finale. En raison de cette différence majeure de méthode de fabrication, les propriétés de la matière telles que la résistance à la traction, la température de fléchissement et le module en flexion peuvent différer des méthodes plus traditionnelles. En outre, la SL entraîne des propriétés anisotropiques, pour lesquelles les valeurs sur les axes X, Y et Z peuvent différer suivant l’orientation de la construction, une considération qui ne concerne que les procédures d’impression 3D.

Chez Proto Labs, nous offrons un grand choix de matières similaires aux thermoplastiques pour les pièces en SL, mais ce qui pourra vous surprendre c’est la polyvalence et la large gamme des applications potentielles. Nous allons vous présenter chaque matière et ses propriétés, et les comparer entre elles (ainsi qu’avec les plastiques de moulage), pour vous aider à décider comment mettre en œuvre de manière optimale la SL.

Matières similaires au polycarbonate

La matière Accura 5530 est transparente, résistante à la température et à l’eau. Elle résiste également aux fluides automobiles, ce qui en fait une matière adaptée aux applications électriques ou sous le capot. Notez que des opérations secondaires sont nécessaires pour obtenir la transparence, et que la pièce finale aura toujours une légère nuance ambrée.

Somos NanoTool comprend une charge céramique qui améliore la rigidité et réduit la fragilité par rapport à d’autres matières SL. NanoTool peut se vanter non seulement de sa rigidité, mais aussi de la plus haute résistance en température comparée à la plupart des matières proposées pour la SL. Elle est régulièrement utilisée en aérospatiale et pour les applications automobiles qui demandent souvent des résistances mécaniques et thermiques plus importantes.

Comparatif des matériaux analogues à l’ABS utilisés en impression 3D
Tableau 1 : Six catégories de caractéristiques techniques sont comparées pour une matière similaire au PC et des thermoplastiques PC moulés. Notez que la température de fléchissement des pièces similaires PC est bien inférieure, ou présente une plage plus importante que le PC moulé, en raison des propriétés anisotropiques discutées plus haut. *la température de fléchissement a été mesurée à 66 psi.
Matières analogues à l’ABS

Accura Black 7820 présente une haute résistance et une bonne stabilité dimensionnelle, même pour des humidités élevées. Cette matière est noire, et souvent utilisée pour des pièces automobiles, des emballages grand public, des boîtiers électriques et des jouets, en raison de sa résistance aux impacts et sa facilité de finition secondaire, qui donne une esthétique de qualité pour la production.

Somos Watershed XC 11122 est une matière similaire à l’ABS, résistante, durable et résistante à l’eau. Elle n’est pratiquement pas teintée et ressemble à un plastique clair de haute qualité technique. La transparence élevée de Watershed en fait une matière parfaite pour les prototypes de lentilles, les modèles de visualisation d’écoulement et les pièces pour la microfluidique. Notez que des opérations secondaires seront nécessaires pour rendre la matière complètement transparente. Watershed conservera cependant une très légère nuance de bleu.

 

 

Comparatif des matériaux analogues au polypropylène utilisés en impression 3D
Tableau 2 : Six catégories de caractéristiques techniques sont comparées pour quatre matières similaires à l’ABS et thermoplastiques ABS moulés.
Matières similaires au polypropylène (PP)

Accura Xtreme White 200 est comparable à la fois à un polypropylène (PP) et à des thermoplastiques ABS dans la mesure ou elle offre résistance et durabilité, et se prêtant bien aux applications demandant des assemblages par enclenchement. Notez que Xtreme White 200 présente la meilleure température de fléchissement de toutes les matières SL proposées par Proto Labs.

Accura Xtreme est une matière similaire au PP qui fournit une bonne dureté et durabilité quand des assemblages par enclenchement sont nécessaires. Cette matière est de couleur grise, et on l’utilise dans des assemblages et autres applications exigeantes.

 

Comparison of nickel-plated material with die-cast alumiunum
Tableau 3 : Six catégories de caractéristiques techniques sont comparées pour deux matières similaires au PP et thermoplastiques PP moulés. Notez que les caractéristiques sont très semblables pour chacun d’eux
Conclusions

Contrairement aux thermoplastiques, une exposition prolongée aux UV et à l’humidité dégrade l’aspect et les propriétés mécaniques des matières de SL si celles-ci ne sont pas protégées par une couche de métal ou de peinture. Avec le temps, certaines pièces peuvent se déformer, jaunir et devenir friables. Bien souvent, les pièces fabriquées par SL ne sont pas conçues pour un usage prolongé, mais vous avez tout intérêt à comprendre les avantages que des pièces très esthétiques et fonctionnelles peuvent vous procurer, à court terme, lors des premières phases du prototypage.

N’oubliez pas de travailler en étroite collaboration avec les experts en impression 3D pour garantir que l’orientation de la construction, l’anisotropisme et les caractéristiques matérielles sont optimisés. L’ajustement de la direction dans laquelle la pièce est construite peut souvent améliorer les propriétés de la matière et la transparence des pièces.

Approfondissez votre connaissance de la stéréolithographie en vous rendant sur notre site protolabs.fr. Si vous avez la moindre question sur l’impression 3D ou sur l’un de nos services, contactez notre service clientèle en écrivant à customerservice@protolabs.fr ou en téléphonant au +33 (0)4 27 50 29 47.

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