Filaments résistants à la chaleur pour l'impression 3D :classé !

Les pièces d'impression 3D sont utilisées dans un éventail infini d'industries et d'objectifs. Il n'est pas rare que certaines utilisations nécessitent des caractéristiques techniques spécifiques, telles que la résistance aux chocs, à l'humidité, aux UV ou à la chaleur. Aujourd'hui, nous allons nous concentrer sur la résistance à la chaleur et déterminer quels filaments résistent le mieux à la chaleur.

En ce qui concerne la résistance à la chaleur, le polycarbonate est l'un des thermoplastiques les mieux adaptés puisque sa température de transition vitreuse est de 150 °C. Cependant, la plupart des imprimantes ne peuvent pas imprimer avec du polycarbonate, c'est pourquoi, du moins pour la plupart des gens, le filament idéal est l'ABS puisqu'il a une température de transition vitreuse de 105°C.

Matériel	Température du lit	Température d'extrusion	Enceinte	Imprimante normale	Température de transition vitreuse	Résistance à l'humidité	Prix
COUP D'OEIL	120 °C-145 °C	360°C-400°C	Oui	Non	143 °C	Élevé	30 $ à 40 $
PAHT CF15	100°C-120°C	260°C-280°C	Oui	Oui	72 °C	Faible	85-90 $
Polycarbonate	80 °C-120 °C	260 °C-310 °C	Oui	Oui	150 °C	Faible	40 $ à 60 $
Polypropylène	80°C-100°C	230°C-260°C	Oui	Oui	-20°C (supporte 160°C)	Élevé	80 $ à 110 $
Polyamide	70 °C-80 °C	220 °C-260 °C	Oui	Oui	60°C (supporte 120°C)	Faible
ABS	90°C-110°C	230°C-250°C	Oui	Oui	105 °C	Faible	15 $ à 22 $
PETG	80°C-100°C	210°C-250°C	Non	Oui	75 °C	Faible	15 $ à 25 $

Les meilleurs filaments d'impression 3D résistants à la chaleur

L'industrie 3D se développe à un rythme ultra-rapide où de nouveaux et meilleurs matériaux sont régulièrement introduits. La résistance à la chaleur élargit le champ d'utilisation d'un filament spécifique, nous allons donc jeter un œil à une liste de base de filaments 3D en mettant l'accent sur leur résistance à la chaleur et les paramètres d'impression du plus résistant à la chaleur au moins.

Il ne devrait pas être surprenant que le PLA régulier ait un ordre de restriction et doive rester à au moins 1 mile de cette liste à tout moment.

COUP D'OEIL

Température du lit	120 °C-145 °C
Température d'extrusion	360°C-400°C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Non
Température de transition vitreuse	143 °C
Résistance à l'humidité	Élevé
Prix	30 $ à 40 $

Le polyéther éther cétone (PEEK) est un thermoplastique semi-cristallin et est actuellement considéré comme le polymère le plus performant en raison de ses qualités thermiques, mécaniques et chimiques.

Toutes les imprimantes ne sont pas capables d'imprimer avec PEEK en raison des exigences de température élevées. Il a une température de transition vitreuse de 143°C et nécessite une température de fonctionnement de 360-400°C avec une température de lit de 120-145°C. Il existe des imprimantes spécialisées conçues pour imprimer avec PEEK qui comprennent une chambre d'impression fermée. Les impressions PEET peuvent résister à des températures allant jusqu'à 260 °C.

Pour vous donner un chiffre approximatif de la température d'extrusion maximale qu'une imprimante 3D ordinaire peut atteindre, la Prusa i3 a une température de buse maximale de 300°C. Cela signifie qu'il est hors de question d'imprimer du filament PEEK.

Pour utiliser ce filament, vous devrez avoir accès à une imprimante 3d de qualité industrielle, pour laquelle vous devriez vous attendre à payer environ 29 000 USD (un devis estimé pour l'APIUM P220).

PEEK produit des impressions durables à haute résistance à la traction, résistantes à la chaleur et à l'eau, et biocompatibles, mais travailler avec le filament est compliqué et exige que les utilisateurs soient expérimentés et connaissent le système qui produira des résultats optimaux. Le PEEK est largement utilisé dans les industries médicale, automobile et aérospatiale, et des pièces telles que les roulements, les pompes et les soupapes de compresseur sont imprimées de manière satisfaisante.

PAHT CF15

Température du lit	100°C-120°C
Température d'extrusion	260°C-280°C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	72 °C
Résistance à l'humidité	Faible

Le polyamide renforcé de fibre de carbone haute température (PAHT CF15) est un matériau extrêmement solide et techniquement avancé qui contient 15 % de fibre de carbone et qui résiste à la chaleur et aux produits chimiques.

Les impressions PAHT CF15 peuvent supporter des températures constantes de 150°C mais peuvent monter jusqu'à 180°C pendant de courtes périodes. Lors de l'impression, une température de lit de 100-120°C est requise avec une température de buse de 260-280°C. La température de transition vitreuse est de 72 °C et une chambre de fabrication est nécessaire pour obtenir des résultats optimaux.

Ces exigences nous permettent d'imprimer des pièces PAHT CF15 à l'aide d'une imprimante 3D ordinaire, avec la mise en garde qu'elle nécessite un lit chauffant et une enceinte.

Le filament est utilisé dans les applications d'ingénierie pour les projets techniques de fabrication de pièces mobiles et est souvent utilisé en remplacement des composants métalliques. Cela est dû au fait que les impressions résistent à la chaleur à des niveaux acceptables ainsi qu'à la rigidité et à la haute résistance à la traction.

Le filament est assez facile à travailler et ne pose pas de gros problèmes d'impression en dehors de l'usure de la buse, c'est pourquoi la buse appropriée doit être sélectionnée.

Polycarbonate

Température du lit	80 °C-120 °C
Température d'extrusion	260 °C-310 °C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	150 °C
Résistance à l'humidité	Faible
Prix	40 $ à 60 $

Le polycarbonate (PC) est connu pour sa résistance et sa durabilité et reste le filament de choix pour les utilisateurs qui recherchent un filament polyvalent qui produit des impressions avec une résistance élevée à la chaleur, une résistance aux chocs et une clarté optique avec l'avantage supplémentaire d'être léger. Bien que sujet à la déformation, le filament reste populaire en raison des résultats finaux.

Une chambre d'impression fermée est nécessaire pour maintenir la stabilité et la qualité de l'impression. La température de la buse doit être comprise entre 260°C et 310°C avec une température du lit de 80-120°C. La température de transition vitreuse du polycarbonate est de 150 °C et les impressions peuvent supporter une chaleur allant jusqu'à 140 °C environ.

La première question à laquelle j'essaie de répondre lorsque je recherche un nouveau matériau est de savoir si je peux l'imprimer avec mon imprimante 3D normale (même pas une imprimante pro). Si vous avez un lit chauffant et une machine fermée, vous pouvez commencer à imprimer avec ce matériau de qualité industrielle avec une relative facilité.

Le filament de polycarbonate est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité dans l'air, donc un stockage approprié est essentiel pour le garder au sec.

L'humidité entraînera des complications d'impression, et pour cette raison, toutes les précautions doivent être prises pour éliminer l'exposition à l'humidité en stockant le filament dans des conteneurs hermétiques. Pendant l'impression, les ventilateurs de refroidissement doivent être éteints pour permettre une bonne adhérence.

Je vous recommande d'utiliser le Polymaker Polycarbonate.

Polypropylène

Température du lit	80°C-100°C
Température d'extrusion	230°C-260°C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	-20°C (supporte 160°C)
Résistance à l'humidité	Élevé
Prix	80 $ à 110 $

Le polypropylène est également un thermoplastique semi-cristallin avec des qualités élevées de résistance aux produits chimiques et aux chocs, ce qui le rend excellent pour une utilisation dans le secteur industriel, les vêtements de sport et les applications électroménagers.

Une température d'extrudeuse de 230-260°C et une température de lit de 80-100°C sont nécessaires. La température de transition vitreuse est d'environ 260°C. En raison des exigences élevées en matière de chaleur, une chambre d'impression est nécessaire pour contrôler le gauchissement. Les produits finis peuvent supporter des températures comprises entre 82°C et 120°C, selon la composition du filament.

Le polypropylène n'est pas hygroscopique et fonctionne bien avec des composants immergés ou des articles qui sont régulièrement en contact avec l'humidité. Il sert bien d'isolation électrique et est largement utilisé pour créer des ustensiles de cuisine pour lave-vaisselle et micro-ondes ainsi que du matériel médical et des pièces. Le polypropylène est connu pour les finitions lisses qu'il offre constamment.

Polyamide (PA)

Température du lit	70 °C-80 °C
Température d'extrusion	220 °C-260 °C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	60°C (supporte 120°C)
Résistance à l'humidité	Faible

Le polyamide a une structure semi-cristalline qui le rend très solide car il est également flexible, ce qui ajoute à sa résistance. Les produits finaux sont résistants à la chaleur et largement utilisés dans les applications automobiles, de transport, électriques et électroniques. Le PA est également résistant à l'abrasion, à l'huile et aux chocs.

Le PA peut résister à des températures allant jusqu'à 120°C pendant de longues périodes, et la température d'impression est comprise entre 220°C et 260°C. Une température de lit de 70 à 80°C est requise alors que la température du verre est comprise entre 55°C et 75°C. Le ventilateur de refroidissement doit être éteint lors de l'impression avec PA. Vous pouvez télécharger ici un profil Cura pour l'impression avec Polyamide.

La plupart des filaments de polyamide sont fabriqués avec du nylon, mais certains contiennent de la fibre de verre. Le PA est hygroscopique et doit être séché avant utilisation. Il est également sujet au gauchissement et nécessite une chambre d'impression fermée et aucun ventilateur pour contrôler la déformation de l'impression.

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

Température du lit	90°C-110°C
Température d'extrusion	230°C-250°C
Enceinte	Oui
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	105 °C
Résistance à l'humidité	Faible
Prix	15 $ à 22 $

Ce thermoplastique n'a pas besoin d'être présenté, mais en voici un quand même. L'ABS est un autre filament 3D populaire en raison de sa résistance élevée à la chaleur et aux dommages. Bien qu'il ait une grande résistance à la chaleur, il est toujours sujet aux rayons UV du soleil, et son homologue ASA a une protection UV, il convient donc à une utilisation en extérieur.

La température d'impression est d'environ 240°C avec une température de lit de 90-100°C, tandis que la température de transition vitreuse est de 105°C. Les impressions finies peuvent résister à des températures proches de 100°C mais pas pendant des périodes prolongées. L'impression nécessite une chambre d'impression car la déformation est assez courante avec l'ABS.

L'ABS est hygroscopique, il faut donc faire attention au stockage afin de minimiser le contact avec l'humidité. Il peut être difficile d'imprimer en raison du gauchissement des coins extérieurs de l'impression causé par un refroidissement irrégulier. Bien que le filament soit hygroscopique, les impressions ont tendance à être résistantes à l'eau et aux chocs, ce qui en fait un excellent choix pour la plupart des professionnels.

Si vous envisagez d'acheter du filament ABS, n'achetez pas n'importe quel filament générique, mais plutôt cette marque d'ABS car il fonctionne très bien et ne casse pas la banque.

Polyéthylène téréphtalate glycol modifié (PETG)

Température du lit	80°C-100°C
Température d'extrusion	210°C-250°C
Enceinte	Non
Imprimante normale	Oui
Température de transition vitreuse	75 °C
Résistance à l'humidité	Faible
Prix	15 $ à 25 $

Le filament PETG est très facile à imprimer et est comparable au PLA à cet égard. Cependant, le PETG a de meilleures qualités concernant la résistance à la chaleur, à l'eau et aux produits chimiques corrosifs.

Le PETG est capable de résister à des températures allant jusqu'à 75°C. La température d'extrusion de la buse varie entre 210 et 250°C et nécessite un lit chauffé à 80-100°C. La température de transition vitreuse est de 75°C et une enceinte d'impression n'est pas nécessaire tant que la température ambiante n'est pas trop froide.

Lors de l'impression, un ventilateur n'est recommandé qu'une fois la première couche établie et correctement collée au lit. Par la suite, le ventilateur de refroidissement régule la température de la buse et accélère le refroidissement pour aider à éviter les fils et les bavures, donnant à votre impression une finition détaillée.

Le PETG est utilisé dans l'industrie alimentaire et des boissons car il peut être facilement stérilisé et est assez flexible mais robuste. Les propriétés de stérilisation le rendent idéal pour une utilisation dans l'industrie médicale. En détail. Le PETG est utilisé pour fabriquer des supports pour les produits de point de vente.

Le PETG est généralement considéré comme l'un des meilleurs filaments d'impression 3D car il est facile à imprimer et peut résister à des températures élevées.

Le PLA est-il résistant à la chaleur ?

Le PLA est le moins résistant à la chaleur de tous les types de filaments, mais il est de loin le plus facile à imprimer en raison de ses faibles besoins en chaleur. Les impressions finies ne répondront pas favorablement aux conditions de chaleur comme l'intérieur d'une voiture verrouillée au soleil de midi. La température de fusion naturelle du PLA est d'environ 80°C mais est améliorée avec des additifs (souvent appelés PLA+). Comme la plupart des types de filaments, le PLA est également soumis à des additifs pour améliorer l'utilisation globale de l'application.

Parce que le PLA est biodégradable, il est couramment utilisé dans les implants médicaux comme les vis à tissus pour faciliter la cicatrisation. Le PLA est disponible dans une variété de qualités différentes, notamment scientifique, médicale, sans danger pour les aliments, et vient enfin au PLA standard utilisé dans l'impression 3D de tous les jours.

La température de lit recommandée pour le PLA est comprise entre 40°C et 60°C si vous avez décidé d'utiliser un lit chauffant pour de meilleurs résultats adhésifs. La température de la buse est réglée à environ 190 °C-215 °C, selon la marque et la pigmentation.

Le PLA reste un filament fonctionnel et utile pour imprimer, mais l'application de l'impression doit être dûment prise en compte.

La résine résiste-t-elle à la chaleur ?

L'impression avec de la résine implique un processus entièrement différent où la résine liquide est exposée à la lumière UV qui durcit et durcit la résine exposée. Les impressions en résine sont essentiellement réalisées à l'envers, le fond du bac à résine contrôlant l'exposition à la lumière UV.

Les impressions en résine sont assez solides, mais certaines ont un degré de flexibilité qui permet de multiples utilisations, y compris la fabrication de couronnes et de moules de ponts dans les applications de dentisterie et d'ingénierie.

Il existe des résines à haute température qui ont une faible dilatation thermique et une résistance à la traction élevée qui peuvent produire des composants rapides et précis. Cependant, les résines à haute température produisent un composant sans flexibilité, donc les clips, les ajustements à pression et les charnières vivantes ne sont pas recommandés.

Les impressions en résine auront une température de déflexion thermique de 289°C à 0,45 MPa si vous utilisez une résine haute température. Ces matériaux ne fondent pas, la température de transition vitreuse n'est donc pas mesurée.

Les impressions en résine haute température sont utilisées comme fixations résistantes à la chaleur, composants de boîtier, contrôle de l'air chaud et des fluides, prototypage de moules et tests environnementaux. Les fonctions et les applications des résines haute température ne cessent de croître, tout comme les différents types de résines conçues pour répondre aux exigences d'excellence de fabrication rentable inculquées dans toutes les industries.

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