Les meilleurs filaments 3D pour une utilisation en extérieur !

Si vous pensiez que n'importe quel filament était adapté pour être utilisé à l'extérieur et que tous seraient capables de supporter l'exposition aux éléments de la même manière, vous auriez tort... mais ne vous inquiétez pas, nous sommes tous passés par là, ce qui est la raison pour laquelle j'ai décidé d'écrire cet article, car je veux que vos impressions 3D vous durent le plus longtemps possible, même lorsqu'elles sont laissées au soleil et à la pluie.

J'aborderai toutes les choses que vous devez prendre en compte lors du choix de votre filament, ainsi que vous donnerai mon avis sur ceux que vous devriez utiliser et, tout aussi important, sur ceux que vous ne devriez pas utiliser.

Commençons donc avec un tableau rapide qui devrait vous aider à vous faire une idée du meilleur filament pour une utilisation en extérieur :

Filaments	Résistance aux UV	Résistance à la chaleur	Hygroscopique	Facile à imprimer ?	Prix par Bobine de 1Kg
PLA	Non	60 ºC	Oui	++++++	20 $ environ
ABS	Non	100 ºC	Oui	++	20 $ environ
GPE	Oui	85 ºC	Oui	++++	20 $ environ
ASA	Oui	105 ºC	Légèrement hygroscopique	++	30 $ environ
HANCHES	Non	90 ºC	Non	++++++	20 $ environ

Éléments importants à prendre en compte lors du choix d'un filament pour une utilisation en extérieur :

Résistance aux UV

Un facteur important à prendre en compte lors de la réalisation d'impressions de filaments 3D FDM pour une utilisation en extérieur ou un affichage est l'effet de la lumière UV sur l'impression.

La lumière UV a tendance à blanchir et à décomposer les impressions de filament PLA au fil du temps, provoquant une décoloration de la couleur et une fragilisation de l'impression. Le temps qui s'écoule avant que la dégradation ne devienne visible dépend de l'extrême extrême des conditions météorologiques ainsi que de l'utilisation de l'impression.

Le filament PLA est sensible aux conditions de chaleur élevée qui entraîneront la fusion et la déformation. Le filament ABS n'est pas non plus résistant aux UV et lorsqu'il est exposé au soleil au fil du temps, il commencera à passer d'une impression translucide, prenant un aspect brûlé jaunâtre, et l'impression deviendra également cassante.

Les filaments PETG et ASA sont résistants aux UV et peuvent résister à différentes conditions météorologiques, ce qui les rend adaptés à une utilisation en intérieur et en extérieur.

Résistant à la température (et à la température de transition vitreuse)

La température peut être un sujet controversé lorsqu'il s'agit de calculer la température de transition vitreuse pour différents polymères. Il existe quelques définitions différentes avec des résultats différents, et toutes semblent être acceptées.

Il est généralement admis que la température de transition vitreuse est la plage de températures à laquelle un polymère commencera à fondre ou à changer d'état. Par exemple, le PLA a une température de transition vitreuse de 43,89 degrés C à 62,78 degrés C.

Le PLA a la température de transition vitreuse la plus basse de tous les filaments FMD et a une résistance aux basses températures. La résistance à la température est calculée à la température la plus élevée et la plus basse qu'une impression peut supporter avant qu'elle ne soit affectée par la fusion (déformation de l'impression) ou la fissuration.

Le thermoplastique ne doit pas être hygroscopique

Les thermoplastiques hygroscopiques absorbent l'humidité de l'air et peuvent causer de nombreux problèmes d'impression. La sévérité de l'impact de l'humidité sur l'impression dépend des niveaux d'humidité et de l'exposition prolongée à l'humidité.

Dans des conditions normales, le filament PLA exposé absorbe l'humidité et gonfle jusqu'à 40 micromètres en 150 heures environ. Parce que chaque couche d'impression est si fine, une augmentation du diamètre du filament de 20 à 40 microns due à l'humidité peut être catastrophique, et l'impression sera condamnée dès le début.

Le thermoplastique ne devrait pas être hygroscopique, mais malheureusement beaucoup le sont.

Les différents types de thermoplastiques dans l'impression 3D ont chacun différents degrés d'absorption d'humidité, par exemple; Le filament de nylon stocké dans des conditions normales atteindra le point de saturation en humidité en aussi peu que 18 heures.

Certains effets des filaments humides comprennent les bruits de claquement, les bulles et la vapeur provenant de la buse de l'extrudeuse. Le filament perdra sa capacité à coller au lit d'impression et dans la plupart des cas, les impressions échoueront, devenant molles et fragiles.

La buse de l'extrudeuse ne fonctionnera pas normalement avec des démarrages retardés et risque de se coincer en conséquence. Pour remédier aux problèmes liés à l'humidité, il est conseillé d'acheter une armoire de stockage de filaments à température (et humidité) contrôlée. Le mécanisme d'alimentation de la plupart des imprimantes garantit que le filament reste sec pendant les sessions d'impression.

Est-il facile d'imprimer ?

Le filament PLA est le plus facile à imprimer, grâce à sa faible exigence de chaleur et le processus de post-durcissement peut présenter une belle finition lisse, mais vous n'aurez pas la possibilité d'imprimer des structures fines et détaillées.

Le PETG, l'ASA et d'autres filaments nécessitent des températures plus élevées et des plaques de construction chauffées, mais sont également relativement simples à imprimer.

Les imprimantes à filament pour amateurs sont pour la plupart des imprimantes ouvertes, mais certaines imprimantes ont des boîtiers fermés, ce qui est mieux car il y a plus de contrôle sur l'environnement d'impression.

Le processus de chauffage et de refroidissement pendant l'impression ne sera pas influencé par la température ambiante de la salle d'impression. Avant d'essayer différents types de filaments, assurez-vous que votre imprimante a la capacité d'imprimer avec le nouveau filament, car toutes les imprimantes ne sont pas capables d'imprimer avec tous les types de filaments.

Tous les types de filaments conviennent-ils à une utilisation en extérieur ?

Tous les types de filaments conviennent à une utilisation en extérieur, mais certains qui ne sont pas résistants aux UV nécessiteront un durcissement post-production en appliquant un époxy résistant aux UV sur l'impression.

Il y aura toujours une dégradation lente dans le temps, mais la protection UV assurera une durée de vie décente.

La fonction extérieure de votre impression déterminera sa longévité. Les impressions ornementales auront tendance à durer plus longtemps tandis que les impressions qui ont un but fonctionnel peuvent avoir une durée de vie plus courte en fonction de l'utilisation de l'impression.

Type de matériaux que vous pouvez utiliser à l'extérieur

Bien que vous puissiez certainement utiliser la plupart des types de filaments à l'extérieur, certains deviendront cassants assez rapidement. Alors, voici ceux que je recommande le plus :

• GPE : Le filament PETG n'est pas biodégradable mais il est facile à travailler car il ne nécessite pas d'enceinte d'impression. Un avantage supplémentaire est qu'il est résistant aux UV et à l'eau, c'est donc un excellent filament pour une utilisation en extérieur. Sa résistance à la traction est presque aussi bonne que l'ABS mais est plus durable malgré le fait que l'ABS soit plus dur et produise une impression plus rigide. Le PETG a une température de transition vitreuse assez élevée de 80°C et produit des impressions denses. Un lit chauffé à environ 70 °C est une condition préalable à une impression réussie.
• ASA : L'ASA est très similaire au filament ABS mais a le net avantage d'être résistant aux UV et peut résister à toutes les conditions météorologiques. Il nécessite un lit chauffant à 90-110°C et l'imprimante doit être fermée en raison de sa sensibilité aux changements de température pendant l'impression. Il est préférable d'éteindre les ventilateurs de refroidissement pendant l'impression. Avec une température de transition vitreuse de 100 °C, les impressions ont une résistance à haute température et une résistance aux chocs et aux produits chimiques.
• ABS : L'ABS a l'inconvénient de ne pas être résistant aux UV, mais il résiste mieux que le PLA aux conditions extérieures. Cependant, l'impression est difficile pour les mêmes raisons que le filament ASA. Il nécessite un lit chauffant entre 90°c et 110°c et doit être imprimé dans une imprimante fermée (il peut être imprimé sans enceinte, mais c'est plus dur). Les impressions ABS sont très robustes et dures. Ils fonctionnent très bien pour les pièces de machine, mais leur manque de résistance aux UV limite leur utilisation en extérieur.

Types de filaments à éviter pour une utilisation en extérieur

Le filament 3D à éviter d'utiliser à l'extérieur comprend le nylon, le PLA et le HIPS, en raison de leur manque de résistance aux UV. Les rayons UV feront perdre sa couleur à l'impression et la fragiliseront avec le temps.

On dit que le HIPS est sans danger pour les aliments et non toxique, mais il libère de petites quantités de styrène dans l'air qui peuvent devenir un problème de santé avec le temps. Cela affectera les personnes travaillant à proximité pendant de longues périodes.

Pourquoi devrais-je éviter les pièces en PLA pour une utilisation en extérieur ?

Le PLA ne résiste pas bien à la lumière du soleil car il n'est pas résistant aux UV. Cependant, il est bon marché et biodégradable (en quelque sorte, s'il est exposé aux bonnes conditions).

Les impressions, cependant, ne dureront pas aussi longtemps car elles deviendront cassantes et se briseront. Le PLA ne fonctionne pas aussi bien à des températures élevées en raison de sa faible température de transition vitreuse à 60 ° C et commencera à se déformer à des températures au milieu des années 40, et s'il est laissé au soleil pendant l'été, vous remarquerez qu'il devient plus faible.

Être hygroscopique signifie qu'il absorbe l'humidité, ce qui peut affaiblir l'impression, mais cela n'accélérera pas le processus de décomposition. Pourtant, on dit que le PLA se décompose 4 fois plus vite que les autres filaments populaires. Il y a des rapports selon lesquels le PLA se décomposera complètement dans l'eau en 90 jours environ, mais c'est un mythe.

Pour que le PLA soit à la hauteur de son label biodégradable, il doit être composté sur un site industriel explicitement conçu à cet effet. Cela peut prendre de quelques jours à quelques mois et les températures doivent être supérieures à 55-70°C !

Meilleurs filaments pour casseroles

Après avoir fait quelques tests, nous avons découvert que même si le PLA fonctionnera pendant un certain temps, il finira par se dégrader à cause de la lumière UV. Ainsi, les meilleurs filaments pour imprimer des pots de fleurs sont le PETG et l'ASA simplement parce qu'ils ne se détériorent pas autant ni aussi vite.

Puis-je utiliser des résines (photopolymères) pour une utilisation en extérieur ?

Les impressions à base de résine sont durcies à la lumière UV et le processus de durcissement se poursuivra lorsqu'elles seront exposées à la lumière du soleil, bien qu'à un rythme plus lent. Cela finira par durcir l'impression en résine à un point tel qu'elle deviendra cassante et finira par se fissurer ou se casser.

Donc non! Je ne recommanderais pas la résine pour une utilisation en extérieur.

Comment puis-je rendre n'importe quel filament résistant aux UV ?

Le matériel d'impression qui n'est pas résistant aux UV peut être traité avec un vernis de protection UV transparent qui peut être peint ou pulvérisé sur l'impression.

Si l'impression a une fonction extérieure qui entraînera une usure, la couche de protection UV peut s'effacer avec le temps et l'impression perdra rapidement sa résistance globale.

Il est bon de comprendre que la dégradation causée par l'exposition aux UV est un processus lent, la décoloration ou le blanchiment étant le premier signe visible de dommages causés par les UV. Cela sera suivi par la rupture de la structure, provoquant un écaillage avec des zones plus faibles qui se détachent lors de la manipulation.

Utilisez de préférence un filament résistant aux UV et aux intempéries pour les projets extérieurs et ayez l'esprit tranquille en sachant que votre impression durera.

Conclusion

Comme vous pouvez le constater, les meilleurs filaments pour une utilisation en extérieur sont le PETG et l'ASA en raison de leur résistance aux UV et de leur résistance globale aux hautes températures.

Le PLA est le pire de tous car il peut facilement se déformer par temps chaud, surtout si vous utilisez l'impression pour quelque chose de fonctionnel, comme un support de lampe, car le poids supplémentaire de la lampe peut la faire s'affaisser.

L'ABS est bien meilleur que le PLA pour l'extérieur, mais il est encore loin d'être aussi bon que le PETG et l'ASA.

J'espère que ces informations vous ont été utiles et, comme toujours, passez une bonne journée !

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