Quel filament choisir pour l’impression 3D ?

L’impression 3D offre une large gamme de matériaux.
Voici une liste des principales matières utilisées en impression 3D, ainsi que leurs caractéristiques.

Pour commencer, retrouvez ci-dessous un tableau récapitulatif de chaque matière standard ou technique. Puis, un chapitre plus détaillé par type de filaments FDM.

Matériau	Avantages	Défauts	Température extrusion (°C)	Prix Bobine 1kg
PLA	Biodégradable, facile à imprimer, couleur variée	Moins résistant à la chaleur, mécaniquement faible, peut casser	190-220	20-30 €
PLA+	Meilleure résistance mécanique, plus résistant à la chaleur (*), moins fragile que le PLA standard	Légèrement plus difficile à imprimer que le PLA standard, plus coûteux, moins de choix de couleurs	Similaire au PLA (*)	30-40 €
ABS	Résistant, flexible, belle finition, lissable	Émissions nocives, nécessite lit chauffant, rétractation	220-250	20-35 €
PETG	Résistant aux UV, résistant à l’eau, flexibilité et résiste aux impacts	Sensible à l’humidité (en bobine), forte adhérence au plateau, exige des températures élevées	240-260	25-40 €
TPU/TPE	Flexible, résistant à l’abrasion, diverses applications	Difficile à imprimer, limité en rigidité, absorbe l’humidité	210-230	30-50 €
Nylon	Résistant, flexible, diverses applications	Absorbe l’humidité, difficile à imprimer, peut se dégrader	240-260	70-90 €
ASA	Résistant aux UV, stable dimensionnellement, peinturable	Moins commun, plus coûteux, couleur limitée	240-260	25-45 €
Polycarbonate	Résistant aux chocs, résistant thermiquement, transparent	Difficile à imprimer, coûteux, absorbe l’humidité	270-310	40-60 €
PVA	Soluble dans l’eau, non toxique, compatible	Sensible à l’humidité, coûteux, limité aux supports	180-220	80-120 €
Résine	Précision élevée, finition lisse, formulations variées	Sensible aux UV, toxique avant durcissement, limitée en résistance mécanique	N/A (Durcit avec la lumière UV)	50-70 € (par litre pour la résine)

(*) La résistance à la chaleur d’un filament pour l’impression 3D, comme le PLA+, ne dépend pas uniquement de son point de fusion. En effet, plusieurs autres facteurs entrent en jeu pour déterminer la résistance à la chaleur d’un matériau (composition chimique, stabilité structurelle).

Sommaire :

1. PLA : un choix respectueux de l’environnement
2. ABS : idéal pour des pièces solides et durables
3. PETG : résistant à l’eau et aux UV, idéal pour vos récipiants
4. TPU / TPE : grande flexibilité
5. Nylon : extrêmement résistant et polyvalent
6. ASA : résistance supérieure aux UV et aux intempéries
7. Polycarbonate : exceptionnellement résistant aux chocs et transparent
8. PVA : soluble dans l’eau
9. Résine : précision élevée des détails

PLA (Acide Polylactique) :

• Caractéristiques : Biodégradable, fabriqué à partir de ressources renouvelables, faible rétrécissement.
• Utilisations : Idéal pour les modèles de prototypes, les objets décoratifs, et les produits qui n’ont pas besoin de résister à des températures élevées.
• Prix d’une bobine de PLA (1 kg) : Environ 20 à 30 euros.
• Température d’extrusion ≈ 210°C

Le PLA est le matériau le plus populaire en impression 3D, notamment pour l’impression 3D par dépôt de filament fondu (FDM). Voici ses principaux points forts :

1. Biodégradabilité et Durabilité :
   • Le PLA est fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs ou la canne à sucre.
   • Il est biodégradable sous certaines conditions, ce qui en fait un choix écologique par rapport aux plastiques à base de pétrole.
2. Facilité d’Utilisation :
   • Le PLA a un point de fusion relativement bas (environ 180-220°C), ce qui le rend plus facile à imprimer que d’autres matériaux. Le PLA commence à se ramollir à environ 60°C.
   • Il est moins susceptible de se déformer pendant le refroidissement (moins de warping), ce qui facilite son adhésion au lit d’impression.
3. Variété de Couleurs et Transparences :
   • Le PLA est disponible dans une large gamme de couleurs et de finitions, y compris transparentes, ce qui le rend attrayant pour des projets visuels ou esthétiques.
4. Bonne Qualité de Surface :
   • Il offre une excellente qualité de surface avec des détails fins, ce qui est idéal pour les modèles, les prototypes et les objets décoratifs.
5. Faibles Émissions :
   • Le PLA dégage peu d’odeurs lors de l’impression, contrairement à d’autres matériaux comme l’ABS.
   • Il est considéré comme plus sûr pour une utilisation dans des environnements peu ventilés ou à la maison.
6. Stabilité Dimensionnelle :
   • Le PLA a une bonne stabilité dimensionnelle, ce qui signifie qu’il maintient sa forme une fois refroidi et solidifié.
7. Faible Rétrécissement :
   • Il se rétracte moins que d’autres plastiques lors du refroidissement, réduisant le risque de déformation des pièces imprimées.

NOTE : Le PLA est généralement considéré comme plus dur que le PETG. Le PLA est un polymère thermoplastique assez rigide (donc plus cassant), tandis que le PETG est un polyester plus flexible (donc plus résistant aux chocs). Par exemple, Le PLA peut être intéressant pour de petites roues dentées. Le cahier des des charges de votre projet a-t-il défini un environnement agressif pour votre objet ?

Malgré ces avantages, il est important de noter que le PLA n’est pas le matériau le plus résistant en termes de résistance thermique ou mécanique. Il ne convient donc pas aux pièces devant supporter de hautes températures ou de fortes contraintes mécaniques. Le PLA est moins flexible que d’autres matériaux comme l’ABS, ce qui le rend susceptible de casser sous contrainte ou impact.

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) :

• Caractéristiques : Durable, résistant à la chaleur et au impacts, flexible.
• Utilisations : Pièces fonctionnelles, composants mécaniques, jouets, et objets nécessitant une certaine résistance.
• Prix d’une bobine d’ABS (1 kg) : Environ 20 à 35 euros.
• Température d’extrusion ≈ 240°C

L’ABS est un autre matériau populaire en impression 3D, particulièrement apprécié pour ses propriétés physiques robustes. Voici les principaux points forts de l’ABS :

1. Durabilité et Résistance :
   • L’ABS est connu pour sa forte résistance aux impacts, ce qui le rend idéal pour les pièces qui doivent résister à des chocs ou à des contraintes mécaniques.
   • Il possède une bonne résistance à l’abrasion et à la déformation, ce qui le rend durable pour une utilisation prolongée.
2. Résistance Thermique :
   • Comparé à d’autres plastiques comme le PLA, l’ABS a une meilleure résistance à la chaleur, pouvant supporter des températures plus élevées sans se déformer.
3. Flexibilité et Rigidité :
   • L’ABS présente un bon équilibre entre flexibilité et rigidité, ce qui permet de créer des pièces qui sont à la fois solides et légèrement flexibles.
4. Facilité de Post-Traitement :
   • Les pièces imprimées en ABS peuvent être facilement poncées, percées, peintes ou collées, ce qui les rend adaptées à diverses applications et finitions.
   • L’ABS peut être lissé avec de l’acétone, donnant aux pièces une surface lisse et brillante.
5. Léger et Économique :
   • L’ABS est un matériau léger.
   • Il est généralement moins cher que des matériaux plus spécialisés, ce qui en fait une option économique pour de nombreuses applications.
6. Large Gamme d’Applications :
   • L’ABS est couramment utilisé dans l’industrie automobile, la fabrication de pièces plastiques (comme les briques LEGO), les appareils électroniques, et les pièces mécaniques.

Malgré ces avantages, l’ABS présente certains inconvenants. Il a tendance à se rétracter en refroidissant, ce qui peut causer des problèmes de gauchissement et de déformation des pièces, rendant l’adhérence au plateau d’impression plus difficile. Pour contrer le gauchissement, l’ABS exige l’utilisation d’un plateau chauffant, ce qui augmente la consommation d’énergie. De plus, il émet des fumées potentiellement nocives lors de l’impression, nécessitant une ventilation adéquate.

PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol) :

• Caractéristiques : Résistant à l’eau et aux UV, bonne adhérence inter-couches, résistant aux produits chimiques.
• Utilisations : Conteneurs, emballages, et objets exposés à l’humidité ou à l’extérieur.
• Prix d’une bobine de PETG (1 kg) : Environ 25 à 35 euros.
• Température d’extrusion ≈ 250°C

Le PETG est un matériau très apprécié dans le domaine de l’impression 3D pour sa polyvalence et sa robustesse. Voici les principaux points forts du PETG :

1. Résistance Mécanique et Durabilité :
   • Le PETG offre une excellente résistance mécanique. Il est plus résistant et plus durable que le PLA, ce qui le rend idéal pour les pièces fonctionnelles et les produits finaux.
   • Il a une bonne résistance aux chocs et ne se brise pas facilement.
2. Résistance à la Chaleur :
   • Le PETG a une meilleure résistance à la chaleur que le PLA, ce qui le rend adapté à des applications qui peuvent être exposées à des températures plus élevées.
3. Bonne Adhérence Inter-Couches :
   • Il offre une excellente adhérence entre les couches, réduisant le risque de fissures et augmentant la solidité structurelle des objets imprimés.
4. Résistance Chimique et à l’Humidité :
   • Le PETG est résistant à l’eau et à de nombreux produits chimiques, ce qui le rend approprié pour des applications extérieures ou dans des environnements humides.
5. Transparence et Finition Brillante :
   • Il peut être transparent, ce qui permet de créer des objets avec une clarté visuelle et une finition brillante.
6. Facile à Imprimer :
   • Bien que plus résistant que le PLA, le PETG est relativement facile à imprimer, avec moins de retrait et de déformation que des matériaux comme l’ABS.
7. Compatibilité Alimentaire :
   • Certains types de PETG sont approuvés pour le contact avec les aliments, ce qui les rend utiles pour des applications comme les récipients alimentaires.
8. Moins de Warping que l’ABS :
   • Bien que plus résistant à la chaleur que le PLA, le PETG a moins tendance à se déformer (warping) que l’ABS, facilitant ainsi son impression.
9. Faible Émission de Fumées Toxiques :
   • Contrairement à l’ABS, le PETG émet moins de fumées potentiellement toxiques lors de l’impression, ce qui le rend plus sûr pour une utilisation dans des espaces moins ventilés.
10. Polyvalence d’Utilisation :
    • Le PETG est utilisé dans une variété d’applications, y compris les pièces mécaniques, les pièces automobiles, les récipients résistants aux impacts, les composants électriques, et plus encore.

Le PETG est un excellent choix intermédiaire pour ceux qui recherchent une meilleure résistance et durabilité que le PLA, mais avec une facilité d’impression supérieure à celle de l’ABS. Toutefois, il est important de noter que le PETG peut être légèrement plus difficile à imprimer que le PLA, notamment en termes d’adhérence au lit d’impression et de réglages de température.

TPU (Polyuréthane Thermoplastique) / TPE (Élastomère Thermoplastique) :

• Caractéristiques : Flexible et élastique, résistant à l’abrasion, bonne durabilité.
• Utilisations : Joints, pièces flexibles, semelles de chaussures, étuis de téléphone.
• Prix d’une bobine de TPU / TPE (1 kg) : Environ 30 à 50 euros.
• Température d’extrusion ≈ 230°C

Le TPU est un matériau d’impression 3D principalement choisit pour sa flexibilité et sa durabilité. Voici les principaux points forts du TPU :

1. Flexibilité et Élasticité :
   • Le TPU est extrêmement flexible, ce qui lui permet de se plier et de s’étirer sans se rompre. Cette caractéristique le rend idéal pour créer des objets nécessitant de la souplesse.
   • Il a une excellente capacité à reprendre sa forme initiale après avoir été étiré ou comprimé, ce qui est une caractéristique clé des élastomères.
2. Résistance à l’Abrasion et aux Déchirures :
   • Le TPU est particulièrement résistant à l’abrasion et aux déchirures, ce qui le rend durable même dans des conditions difficiles.
3. Résistance aux Huiles, Graisses et Divers Produits Chimiques :
   • Il offre une bonne résistance aux huiles, graisses et à de nombreux produits chimiques, ce qui le rend utile pour des applications industrielles ou mécaniques.
4. Résistance aux Intempéries :
   • Le TPU résiste bien aux conditions météorologiques comme l’exposition aux UV et aux températures extrêmes, ce qui le rend adapté pour les applications en extérieur.
5. Résistance au Choc :
   • Il possède une excellente résistance aux chocs, ce qui le rend approprié pour les pièces et composants devant absorber les chocs ou les impacts.
6. Transparence et Possibilité de Coloration :
   • Le TPU peut être fabriqué dans une variété de couleurs et peut également être transparent, ce qui offre des options esthétiques supplémentaires.
7. Applications Diversifiées :
   • Utilisé dans de nombreuses industries, y compris l’automobile, le médical (par exemple, les tubes flexibles), l’électronique (comme les étuis de téléphone), les semelles de chaussures et d’autres produits nécessitant une combinaison de souplesse et de durabilité.

Nylon :

• Caractéristiques : Très résistant, flexible, résistant à l’usure.
• Utilisations : Engrenages, charnières, pièces mécaniques soumises à des frictions.
• Prix d’une bobine de Nylon (1 kg) : Environ 40 à 70 euros.
• Température d’extrusion ≈ 260°C

Le Nylon, également connu sous le nom de polyamide, est un matériau largement utilisé en impression 3D pour ses propriétés uniques et sa polyvalence. Voici les principaux points forts du Nylon dans le contexte de l’impression 3D :

1. Résistance Mécanique Élevée :
   • Le Nylon est réputé pour sa forte résistance mécanique. Il peut supporter des contraintes importantes sans se rompre, ce qui en fait un choix idéal pour les pièces fonctionnelles et les composants mécaniques.
2. Durabilité et Résistance à l’Usure :
   • Ce matériau est extrêmement durable et présente une excellente résistance à l’usure et à l’abrasion. Cela le rend parfait pour les applications soumises à des frictions régulières, comme les engrenages et les charnières.
3. Flexibilité :
   • Bien que résistant, le Nylon offre également une certaine flexibilité, permettant la création de pièces qui peuvent se plier légèrement sous la contrainte sans se casser.
4. Résistance Chimique :
   • Il résiste bien à de nombreux produits chimiques, huiles et solvants, ce qui le rend utile dans des environnements industriels.
5. Absorption d’Humidité :
   • Le Nylon a la capacité d’absorber l’humidité, ce qui peut être un avantage ou un inconvénient. Cette caractéristique permet au matériau de ne pas se dessécher et de conserver une certaine souplesse, mais elle peut aussi affecter ses dimensions et propriétés au fil du temps.
6. Résistance aux Températures Élevées :
   • Le Nylon peut résister à des températures plus élevées que beaucoup d’autres plastiques utilisés en impression 3D, ce qui le rend adapté aux applications soumises à la chaleur.
7. Léger :
   • Comparé à des matériaux traditionnels comme le métal, le Nylon est relativement léger.
8. Possibilités de Finitions Post-Impression :
   • Les pièces en Nylon peuvent être finies ou traitées après impression, par exemple par ponçage, peinture ou revêtement.

Cependant, imprimer avec du Nylon peut présenter des défis. Il nécessite généralement des températures d’impression élevées et un lit d’impression chauffé. De plus, son absorption d’humidité signifie qu’il doit être stocké correctement pour éviter qu’il ne se dégrade avant utilisation. Il est également recommandé d’utiliser un séchoir à filament ou un four pour sécher le Nylon avant l’impression afin d’obtenir les meilleurs résultats.

ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate) :

• Caractéristiques : Résistant aux UV, durable, similaire à l’ABS mais avec une meilleure résistance aux intempéries.
• Utilisations : Objets extérieurs, composants automobiles, carrosserie.
• Prix d’une bobine d’ASA (1 kg) : Environ 30 à 40 euros.
• Température d’extrusion ≈ 250°C

L’ASA est un thermoplastique utilisé en impression 3D, particulièrement reconnu pour sa résistance aux conditions extérieures. Voici les principaux points forts de l’ASA :

1. Résistance aux UV et aux Intempéries :
   • L’ASA est particulièrement résistant aux rayons ultraviolets (UV) et ne jaunit pas ni ne se dégrade sous l’effet du soleil.
   • Il maintient ses propriétés mécaniques et esthétiques même après une longue exposition aux éléments extérieurs, comme le soleil, la pluie ou le gel.
2. Durabilité et Résistance Mécanique :
   • L’ASA possède une bonne résistance aux chocs, à la traction et à la déformation.
3. Bonne Stabilité Dimensionnelle :
   • Ce matériau présente une faible tendance au retrait et au warping (déformation) lors de l’impression, ce qui permet de produire des pièces aux dimensions précises.
4. Finition de Surface de Haute Qualité :
   • Les impressions en ASA ont généralement une finition de surface lisse et de haute qualité, ce qui les rend esthétiquement agréables.
5. Résistance à l’Eau et aux Produits Chimiques :
   • L’ASA résiste à de nombreux produits chimiques.
6. Large Gamme d’Applications :
   • Il est couramment utilisé pour les pièces automobiles, les boîtiers électroniques, les équipements sportifs, et les composants devant résister aux conditions extérieures.
7. Facilité de Peinture et de Post-Traitement :
   • L’ASA peut être facilement peint, ce qui permet une personnalisation et une finition de surface supplémentaire.
8. Alternative à l’ABS :
   • L’ASA est souvent considéré comme une alternative à l’ABS, offrant des propriétés mécaniques similaires mais avec une meilleure résistance aux UV et aux intempéries.

Toutefois, l’impression avec l’ASA peut être plus exigeante que le PLA, par exemple. Il peut produire des fumées lors de l’impression, nécessitant une bonne ventilation. De plus, son prix peut être légèrement supérieur à celui d’autres plastiques courants comme le PLA ou l’ABS.

Polycarbonate (PC) :

• Caractéristiques : Très résistant aux chocs, transparent, résistant à la chaleur.
• Utilisations : Vitres de protection, pièces sous contraintes mécaniques, composants électriques.
• Prix d’une bobine de PC (1 kg) : Environ 40 à 80 euros.
• Température d’extrusion ≈ 290°C

Le Polycarbonate (PC) est un matériau avancé utilisé en impression 3D, réputé pour sa combinaison exceptionnelle de résistance, durabilité et clarté. Voici les principaux points forts du polycarbonate :

1. Excellente Résistance aux Chocs :
   • Le PC est extrêmement résistant aux chocs, surpassant la plupart des autres plastiques utilisés en impression 3D.
2. Haute Résistance Thermique :
   • Il possède une température de déformation thermique élevée, ce qui signifie qu’il peut résister à des températures plus élevées sans se déformer ou fondre.
3. Transparence :
   • Le polycarbonate est naturellement transparent, ce qui le rend utile pour les applications nécessitant une clarté visuelle, comme les vitres de protection ou les composants optiques.
4. Rigidité et Durabilité :
   • Le PC offre une excellente rigidité, garantissant que les pièces imprimées maintiennent leur forme sous contrainte. Il est également durable et résistant à l’usure.
5. Bonne Adhérence Inter-Couches :
   • Il présente une bonne adhérence entre les couches, ce qui réduit le risque de délamination.
6. Possibilité de Post-Traitement :
   • Les pièces en PC peuvent être traitées après impression, par exemple par ponçage, peinture ou collage, offrant ainsi des options de finition supplémentaires.
7. Applications Diverses :
   • Le polycarbonate est largement utilisé dans les industries automobile, aéronautique, de construction, et pour la fabrication de composants électriques en raison de sa résistance et durabilité.
8. Isolation Électrique :
   • Le PC est un bon isolant électrique, ce qui le rend approprié pour les composants électriques et électroniques.
9. Stabilité Dimensionnelle :
   • Il conserve bien ses dimensions.

Cependant, il nécessite des températures d’impression élevées et un lit d’impression chauffé pour éviter le warping et assurer une bonne adhésion. De plus, en raison de sa forte rétraction, il peut être difficile de contrôler la déformation, et une enceinte chauffée est souvent recommandée pour maintenir une température constante pendant l’impression. Enfin, le PC peut absorber l’humidité de l’air, il doit donc être correctement stocké et potentiellement séché avant l’utilisation.

PVA (Alcool Polyvinylique) :

• Caractéristiques : Soluble dans l’eau.
• Utilisations : Supports pour des pièces complexes.
• Prix d’une bobine de PVA (1 kg) : Environ 70 à 100 euros.
• Température d’extrusion ≈ 210°C

Le PVA (Alcool Polyvinylique) principalement utilisé comme matériau de support, facilement éliminé par immersion dans l’eau. Voici ses principaux points forts :

1. Solubilité dans l’Eau :
   • La caractéristique la plus distinctive du PVA est sa solubilité dans l’eau. Après l’impression, les supports en PVA peuvent être simplement dissous dans l’eau, laissant la pièce finale propre et sans résidus.
2. Compatibilité avec d’Autres Matériaux :
   • Le PVA est souvent utilisé en combinaison avec d’autres matériaux d’impression 3D tels que le PLA et certains types de PETG. Il adhère bien à ces matériaux pendant l’impression mais peut être facilement enlevé par la suite.
3. Non Toxique et Biocompatible :
   • Le PVA est non toxique et peut être utilisé en toute sécurité dans des environnements tels que les écoles ou les maisons. De plus, il est souvent utilisé dans des applications biomédicales en raison de sa biocompatibilité.
4. Excellente pour les Structures Complexes :
   • L’utilisation de PVA comme matériau de support est idéale pour imprimer des pièces avec des géométries complexes, des surplombs importants ou des cavités internes, où les supports traditionnels seraient difficiles à enlever.
5. Bonne Adhérence et Stabilité pendant l’Impression :
   • Il adhère bien au lit d’impression et entre les couches, ce qui assure la stabilité des supports pendant l’impression.

Le principal inconvénient du PVA est sa sensibilité à l’humidité ; il absorbe rapidement l’humidité de l’air, ce qui peut affecter ses propriétés d’impression. Il doit donc être stocké dans un environnement sec ou dans un conteneur hermétique avec des déshydratants. De plus, le PVA est généralement plus coûteux que les matériaux d’impression 3D standard comme le PLA.

Résine :

• Utilisations : Bijoux, miniatures, prototypes détaillés, composants dentaires.
• Prix d’une bobine de Résine (1 kg) : Environ 50 à 100 euros.
• Caractéristiques : Haute précision et détails, finition lisse, rigide ou flexible selon le type.

La résine est un matériau d’impression 3D très prisé, particulièrement dans les imprimantes 3D utilisant des technologies telles que la stéréolithographie (SLA) ou la Digital Light Processing (DLP). Voici les principaux points forts de l’utilisation de la résine en impression 3D :

1. Haute Précision et Détails Fins :
   • Les résines offrent une résolution extrêmement élevée, ce qui permet de capturer des détails très fins. Cela les rend idéales pour des applications nécessitant une grande précision, comme les bijoux, les modèles dentaires, et les figurines détaillées.
2. Finition de Surface Lisse :
   • Les impressions en résine ont généralement une surface très lisse, ce qui réduit le besoin de post-traitement pour obtenir une finition de haute qualité.
3. Variété de Formulations :
   • Il existe de nombreuses formulations de résines disponibles, chacune avec des propriétés spécifiques : résistance, flexibilité, transparence, résistance à la chaleur, etc.
4. Rapidité d’Impression :
   • Les imprimantes 3D utilisant la résine peuvent souvent imprimer des objets plus rapidement que les imprimantes 3D FDM (dépôt de filament fondu), en particulier pour des objets de petite ou moyenne taille.
5. Solidité et Durabilité :
   • Certaines résines sont formulées pour être particulièrement robustes et durables, convenant à des applications fonctionnelles et des prototypes.
6. Post-Traitement :
   • Les pièces en résine peuvent être facilement peintes ou teintées, et le matériau supporte bien les processus de finition comme le ponçage et le polissage.
7. Applications Médicales et Dentaires :
   • Certaines résines sont biocompatibles.

Toutefois, l’impression 3D avec des résines présente aussi certains inconvénients. Les résines peuvent être toxiques et nécessitent des précautions de manipulation et de stockage. L’impression 3D par résine nécessite également une post-exposition aux UV pour durcir complètement les objets. De plus, les pièces en résine peuvent être plus fragiles que celles imprimées avec d’autres matériaux comme le PLA ou l’ABS, et peuvent se dégrader sous l’effet des UV ou avec le temps.