L'univers de l'impression 3D s'est développé à un rythme impressionnant ces dernières années, permettant aux professionnels comme aux amateurs de créer des objets à la maison ou en entreprise avec une précision jamais vue auparavant. Au cœur de cette révolution se trouve le filament 3D, un matériau essentiel à l'imprimante 3D. Il s'agit du plastique, ou autre matériau, que l'imprimante chauffe et dépose couche après couche pour fabriquer des objets en trois dimensions. Le choix de la bobine de filament 3D est donc déterminant pour la réussite de vos impressions. Cependant, face à la multitude d'options disponibles sur le marché, il est parfois difficile de s'y retrouver.
Il existe différents types de filaments, chacun ayant des propriétés spécifiques, des besoins techniques particuliers et des utilisations adaptées à certains types de projets. Ce guide a pour but de vous aider à mieux comprendre les différents critères à prendre en compte avant d'acheter une bobine de filament 3D pour votre imprimante 3D, afin que vos créations soient à la hauteur de vos attentes.
1. Types de filaments 3D : Comprendre les différences pour mieux choisir
L'un des premiers éléments à prendre en considération lors de l'achat d'une bobine de filament 3D est le type de matériau que vous souhaitez utiliser. Chaque type de filament a des propriétés spécifiques qui influencent non seulement le processus d'impression 3D, mais également le résultat final. Voici un aperçu des principaux types de filaments disponibles sur le marché et de leurs utilisations :
PLA (Acide Polylactique)
Le PLA est sans doute le filament le plus utilisé en impression 3D, en particulier par les débutants. Il s'agit d'un plastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l'amidon de maïs, ce qui le rend respectueux de l'environnement. Le PLA est facile à imprimer, ne nécessite pas de plateau chauffant et dégage peu d'odeurs pendant l'impression. Il convient parfaitement à la création d'objets décoratifs, de prototypes ou de petites pièces fonctionnelles. Toutefois, il n'est pas très résistant à la chaleur, ce qui limite son utilisation pour des objets exposés à des températures élevées ou soumis à de fortes contraintes mécaniques.
ABS (acrylonitrile butadiène styrène)
Le filament ABS est un matériau très populaire en raison de sa robustesse et de sa résistance aux chocs. Il est souvent utilisé pour produire des pièces mécaniques ou des objets fonctionnels qui doivent résister à une utilisation intense ou à des conditions extrêmes. Contrairement au PLA, l'ABS nécessite un plateau chauffant pour éviter le phénomène de "warping", où les pièces de l'objet se soulèvent pendant l'impression. Il dégage également des fumées lors de l'impression, il est donc recommandé d'imprimer dans un espace bien ventilé. L'ABS est idéal pour les objets nécessitant durabilité et résistance, tels que les pièces détachées ou les boîtiers électroniques.
PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol)
Le PETG est une excellente alternative au PLA et à l'ABS. Il combine les avantages des deux matériaux : il est aussi facile à imprimer que le PLA, tout en étant aussi robuste et résistant que l'ABS. Le PETG est également résistant à l'humidité et aux produits chimiques, ce qui en fait un excellent choix pour les objets qui doivent être exposés à des conditions extérieures ou à des substances corrosives. Ce matériau est de plus en plus populaire pour des impressions fonctionnelles comme des pièces industrielles, des objets utilitaires, ou des contenants alimentaires.
TPU (Polyuréthane thermoplastique)
Le TPU est un filament souple et flexible, parfait pour les objets nécessitant de la flexibilité et de la résistance à l'usure. Il est couramment utilisé pour des applications telles que des coques de téléphone, des joints, ou des pièces souples. Toutefois, le TPU nécessite des réglages d'impression spécifiques, notamment une vitesse plus lente, et peut poser des défis techniques aux débutants. Mais une fois maîtrisé, il permet de réaliser des impressions uniques avec une texture et des propriétés mécaniques difficiles à obtenir avec d'autres filaments.
Filaments exotiques et composites
Le marché du filament 3D a également vu l'émergence de matériaux composites, où des particules de bois, de métal, de carbone ou d'autres substances sont mélangées à une base de PLA ou d'ABS. Ces filaments exotiques offrent des effets esthétiques uniques ou des propriétés mécaniques spécifiques. Par exemple, les filaments boisés permettent de créer des objets avec une texture semblable au bois, tandis que les filaments contenant des fibres de carbone sont ultra-résistants et légers, idéaux pour des techniques d'application. Ces matériaux nécessitent souvent des réglages spécifiques et des bus résistances à l'usure, mais permettent de créer des objets vraiment exceptionnels.
2. Le diamètre du filament : Une dimension clé pour la compatibilité
Les imprimantes 3D utilisent principalement des filaments de deux diamètres standards : 1,75 mm et 2,85 mm (parfois appelé 3 mm). Il est crucial de vérifier quel diamètre est compatible avec votre imprimante avant d'acheter une bobine de filament 3D. La majorité des imprimantes 3D de bureau utilisent des filaments de 1,75 mm, tandis que certaines machines industrielles ou professionnelles peuvent nécessiter du filament de 2,85 mm.
Un mauvais choix de diamètre peut entraîner des problèmes d'extrusion, des obstructions de bus, voire endommager votre imprimante. Assurez-vous donc de bien consulter les spécifications techniques de votre machine avant de choisir votre filament. De plus, il est toujours conseillé d'acheter du filament 3D auprès de fabricants réputés qui respectent des tolérances strictes sur le diamètre. Même une petite variation de quelques microns dans l'épaisseur du filament peut provoquer des problèmes lors de l'impression, notamment des irrégularités dans la surface des objets ou des blocages.
3. Températures d'impression et exigences techniques
Chaque type de filament 3D a des exigences spécifiques en matière de température d'extrusion et de plateau d'impression. Le PLA, par exemple, s'imprime à des températures relativement basses, généralement entre 180°C et 220°C, et n'a pas besoin de plateau chauffant. L'ABS, en revanche, nécessite des températures plus élevées, entre 230°C et 260°C, ainsi qu'un plateau chauffé pour éviter le décollement des canapés et le gauchissement.
Le PETG, quant à lui, s'imprime à une température intermédiaire, généralement autour de 220-250°C, et nécessite parfois un plateau légèrement chauffé pour une meilleure adhésion. Si vous imprimez avec des filaments plus exotiques, comme le TPU ou les filaments chargés en fibres de carbone, assurez-vous que votre imprimante est capable d'atteindre les températures nécessaires et que vous ajustez les paramètres en fonction.
Bien que certaines imprimantes soient polyvalentes, d'autres peuvent être limitées dans leur capacité à imprimer différents types de filaments. Il est donc important de s'assurer que votre machine peut supporter le matériau choisi, tant en termes de température que de compatibilité matérielle (buse, plateau chauffant, etc.).
4. Qualité du filament : L'importance de choisir des matériaux fiables
Tous les filaments 3D ne sont pas créés égaux. La qualité du filament peut avoir un impact majeur sur la qualité de vos impressions. Un filament 3D de mauvaise qualité peut entraîner une multitude de problèmes, comme des obstructions de bus, des couches mal déposées, ou des impressions défectueuses. De plus, certains filaments de qualité inférieure peuvent contenir des impuretés ou des bulles d'air, ce qui affecte la stabilité de l'impression et peut endommager votre imprimante à long terme.
Pour éviter ces désagréments, il est recommandé d'acheter vos bobines de filament 3D auprès de fabricants reconnus. Ces derniers garantissent une tolérance stricte sur le diamètre du filament, ainsi qu'une homogénéité dans la composition du matériau. De plus, ils proposent souvent des filaments emballés dans des conditions optimales pour éviter que le filament n'absorbe l'humidité, ce qui peut altérer ses performances.
Un filament stocké dans de mauvaises conditions (humidité élevée, exposition à la chaleur) peut se détériorer rapidement. Si vous habitez dans une région humide, il est conseillé de stocker vos bobines dans un contenant hermétique avec un agent dessiccatif pour éviter que le filament ne devienne inutilisable.
5. Esthétique et finition : L'importance du choix de la couleur et de la texture
Le filament 3D est disponible dans une large gamme de couleurs et de finitions, ce qui vous permet de choisir le matériau en fonction de l'aspect esthétique que vous souhaitez donner à vos objets imprimés. Les filaments peuvent être mats, brillants, translucides ou même phosphorescents. Certains filaments spéciaux sont conçus pour imiter l'aspect du métal, du bois ou même de la pierre.
Si l'esthétique joue un rôle important dans votre projet, comme dans le cas de la création d'objets décoratifs ou d'œuvres d'art, choisir la bonne couleur et la texture du filament est essentiel. Certains filaments, comme ceux chargés de paillettes ou de particules réfléchissantes, peuvent donner à vos créations un effet visuel unique. Néanmoins, il est également important de garder à l'esprit que certains effets peuvent exiger des réglages particuliers ou une imprimante plus avancée pour obtenir les meilleurs résultats.
6. Quantité de filament : Calculez vos besoins pour éviter les ruptures
Les bobines de filament 3D sont généralement disponibles en différentes tailles, les plus courantes étant des bobines de 500 g ou 1 kg. Pour les petits projets ou lorsque vous testez un nouveau type de filament, une petite bobine de 500 g peut suffire. En revanche, si vous envisagez d'imprimer de grands objets ou si vous avez besoin de multiples impressions d'un même objet, il est préférable d'opter pour une bobine de 1 kg ou plus.
Il est également utile de surveiller votre consommation de filament pendant l'impression. De nombreux logiciels d'impression 3D vous permettent de calculer la quantité de filament nécessaire avant de lancer une impression. Cela peut vous éviter de vous retrouver à court de filament en plein milieu d'un projet, ce qui peut ruiner une impression longue ou complexe.
Filaments Alimentaires et Sécurité
La fabrication additive offre aujourd’hui une grande liberté dans la création de modèles. En effet, les imprimantes 3D permettent d’obtenir des pièces de plus en plus complexes, notamment avec l’utilisation de filament FDA. Les avantages de l’impression 3D sont donc également utilisés dans des applications spécifiques liées à l’alimentaire. Il est donc possible d’imprimer des pièces destinées à être en contact avec les aliments. Il existe cependant des réglementations en vigueur à ce sujet.
Les différents constructeurs qui proposent des filament FDA certifiés et approuvés, suivent les normes en vigueur qui sont la FDA CFR 21 pour les États-Unis et le règlement N° 10/2011 pour l’Union-Européenne. Les certifications consacrées à la sécurité sanitaire des aliments s’orientent notamment vers un point important : la migration. En effet, les matériaux se rencontrent et partagent des particules, c’est ce qu’on appelle la migration.
Les filaments compatibles avec le contact alimentaire sont généralement en PET (matière composant les bouteilles d'eau). La FDA, Food and Drug Administration, est l'entité américaine qui autorise ces matériaux à entrer en contact avec les aliments.
Ces bobines de fil alimentaire pour imprimante 3D sont donc idéales pour imprimer les objets du quotidien : verres, assiettes, couteaux, fourchettes, vases, plats ou tout autre objet servant à recevoir de la nourriture ou du liquide amené à être consommé.
Tableau Comparatif des Filaments pour Impression 3D
| Filament | Température d’extrusion | Résistance | Flexibilité | Avantages | Inconvénients | Applications |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 180-220°C | Moyenne | Faible | Facile à imprimer, biodégradable | Faible résistance thermique et mécanique | Objets décoratifs, prototypes |
| ABS | 230-260°C | Élevée | Moyenne | Robuste, résistant aux chocs | Nécessite un plateau chauffant, dégage des fumées | Pièces mécaniques, boîtiers électroniques |
| PETG | 220-250°C | Élevée | Moyenne | Facile à imprimer, robuste, résistant à l'humidité | Hygroscopique | Pièces industrielles, contenants alimentaires |
| TPU | 210-230°C | Élevée | Très élevée | Flexible, résistant à l'usure | Difficile à imprimer | Coques de téléphone, joints |
| Nylon | 240-260°C | Élevée | Moyenne | Forte résistance mécanique, durable | Absorbe l'humidité, nécessite des températures élevées | Engrenages, pièces résistantes à l'usure |
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