10 options de résistance à l'eau pour vos pièces imprimées en 3D :matériaux et post-traitement

La résistance à l'eau est essentielle pour les pièces qui seront exposées à la pluie et à d'autres conditions météorologiques humides, y compris un contact constant avec de l'eau comme les bouteilles d'eau. Pour les technologies d'impression 3D, plusieurs facteurs doivent être pris en compte afin d'obtenir des pièces résistantes à l'eau :le matériau, le processus d'impression 3D et les options de post-traitement.

Impression 3D de matériaux résistants à l'eau

La plupart des matériaux d'impression 3D tels que le PLA peuvent se dégrader lorsqu'ils sont exposés à l'eau pendant de longues périodes, tandis que les métaux développent généralement de la rouille en raison de l'oxydation par l'eau. Les matériaux avec une bonne résistance à l'eau sont classés IP 67 et/ou IP 68 selon le code de protection Ingress.

Les matériaux d'impression 3D répertoriés ci-dessous peuvent être utilisés pour créer des modèles 3D résistants à l'eau sans trop de traitements de surface.

Polypropylène (PP)

Ce matériau est populaire parmi les bouteilles et les récipients d'emballage alimentaire. Il est léger et repousse l'eau (hydrophobe) contrairement à d'autres matériaux qui absorbent l'eau au fil du temps.

Le polypropylène est très flexible et a une bonne adhérence entre les couches avec peu d'espace entre les couches lors de l'impression. En plus d'être résistant à l'eau, il résiste également aux produits chimiques agressifs comme les acides et les solvants organiques. Il a également une bonne résistance à la chaleur.

Technologies d'impression 3D adaptées : MJF &SLS

Nylon PA 12

Ce matériau a une bonne élasticité et une grande résistance aux chocs. Sa résistance aux produits chimiques, alcools, carburants, huiles et détergents est excellente. Il a une bonne stabilité aux intempéries et à la lumière ultraviolette. Le PA12 offre des propriétés d'étanchéité et un bon rapport qualité-prix dans l'ensemble. Cependant, il n'est pas adapté à un contact prolongé avec l'eau et nécessite des traitements de surface spécifiques tels qu'un revêtement époxy pour assurer une meilleure résistance à l'eau.

Technologies d'impression 3D adaptées : SLS et FDM

ABS

Ce matériau est excellent pour l'impression résistante à l'eau. L'ABS est un matériau très résistant aux chocs et résistant et a une température de transition vitreuse d'environ 105°C. Il est très résistant aux acides aqueux, phosphorés et chlorhydriques. Cependant, il peut être endommagé par la lumière du soleil. Il est couramment utilisé dans les conduites de gicleurs et les tuyaux de drainage.

Technologie d'impression 3D appropriée : FDM

Polycarbonate

Le polycarbonate est un matériau transparent avec une bonne résistance aux chocs. C'est un matériau idéal pour les biberons, les bouteilles d'eau rechargeables.

Le polycarbonate est un matériau dur et amorphe avec une résistance élevée aux chocs, une stabilité et de bonnes propriétés électriques. Il a une plage de température d'utilisation plus large avec une température de déflexion thermique de 140 °C.

Technologie d'impression 3D appropriée : FDM

GPE

Le PETG a une résistance chimique, une durabilité et une bonne formabilité importantes. Il a une forte barrière à l'eau et à l'humidité ainsi qu'une bonne résistance aux chocs et est légèrement flexible. Ce matériau a des températures de formage basses, ce qui le rend populaire dans les applications grand public.

Le PETG est couramment utilisé pour les contenants alimentaires et les bouteilles de boissons liquides.

Technologie d'impression 3D appropriée : FDM

ASA (acrylonitrile styrène acrylate)

Il s'agit d'un thermoplastique amorphe avec une meilleure résistance aux intempéries. Il est largement utilisé dans le prototypage en impression 3D en raison de sa résistance aux UV et de ses excellentes propriétés mécaniques. L'ASA a une bonne résistance aux produits chimiques et à la chaleur, avec une température de transition vitreuse de 108 degrés.

Technologie d'impression 3D appropriée : FDM

Acier inoxydable 316L / 1.4404

Le pourcentage relativement insignifiant de chrome dans l'acier inoxydable le rend résistant à l'eau. Il est assez résistant à l'oxydation (rouille). Cependant, il peut être endommagé par une eau à base de chlore. Il est généralement utilisé dans les équipements de transformation des aliments et de laboratoire, les échangeurs de chaleur, les écrous et les boulons.

Technologie d'impression 3D appropriée : DMLS

Comparaison des coûts de production de pièces utilisant des matériaux résistants à l'eau

Comparons les coûts de production de pièces à l'aide de différents matériaux d'impression 3D résistants à l'eau à partir du moteur de devis instantané de Xometry :

Matériel	Technologie d'impression 3D	Coût par unité	Coût unitaire pour 10 pièces	Coût unitaire pour 100 pièces
Polypropylène	MJF	51,00 €	11,72 €	8,89 €
Polypropylène	SLS	51,00 €	31,57 €	30,69 €
Nylon PA 12	SLS	20,96 €	15,03 €	12,73 €
Nylon PA 12	FDM	18,70 €	10,35 €	5,63 €
ABS	FDM	9,13 €	6,34 €	2,57 €
Polycarbonate	FDM	34,45 €	25,89 €	25,03 €
PETG	FDM	10,84 €	4,28 €	3,32 €
ASA	FDM	18,75 €	6,60 €	3,99 €
Acier inoxydable 316L / 1.4404	DMLS	387,12 €	294,83 €	Prix sur demande

Technologies d'impression 3D résistantes à l'eau

La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA) et le frittage sélectif par laser (SLS) sont les meilleures technologies d'impression 3D lorsqu'il s'agit de produire des pièces résistantes à l'eau. Les techniques suivantes peuvent principalement être appliquées pendant le processus d'impression FDM pour obtenir de meilleures propriétés de résistance à l'eau pour les pièces imprimées.

Épaisseur de paroi

L'impression avec une épaisseur de couche de 0,15 mm donne une bonne qualité d'impression et de bonnes pièces résistantes à l'eau. L'augmentation de l'épaisseur du mur est un moyen de réduire la porosité à l'eau. L'épaisseur du mur peut être augmentée en utilisant une faible hauteur de couche, un remplissage solide et une température élevée.

Augmenter les coquillages

En règle générale, plus il y a de périmètres ajoutés, plus les chances de produire une pièce résistante à l'eau sont élevées. En effet, la combinaison de 4 à 6 périmètres avec une épaisseur de paroi d'environ 3mm fonctionne bien pour des pièces étanches. Cependant, différents matériaux ont des limites de périmètre différentes, d'où l'importance de considérer la limite de périmètre pour le matériau choisi.

Température d'impression plus élevée

Des températures plus élevées peuvent donner une meilleure adhérence des couches entre chaque couche. Cette liaison améliorée réduit les espaces entre les couches qui peuvent provoquer des fuites d'eau.

Options de post-traitement pour obtenir des pièces résistantes à l'eau

Les processus de post-production sont des moyens sûrs de garantir que vos pièces ont la résistance à l'eau nécessaire pour le service.

Lissage de vapeur

Ce processus implique le mélange des couches, la suppression des espaces entre les couches et le resserrement du joint autour de la pièce. Il est accompli principalement en appliquant un solvant sur une impression soluble. Il convient de noter que les solvants chimiques sont quelque peu particuliers aux matériaux.

Ce traitement de surface est disponible pour les technologies MJF et SLS.

Revêtement époxy

Avant l'application de l'époxy, il est indispensable de poncer et polir la surface de la pièce 3D pour la rendre la plus lisse possible. Cela garantira qu'il est correctement amorcé pour l'application de l'époxy. Les époxy bi-composants sont des finitions idéales pour obtenir des pièces 3D résistantes à l'eau. La fluidité est juste suffisante pour siroter dans les fissures, les vides ou les interstices de l'impression 3D. L'époxy durcit ensuite pour produire une couche rigide et étanche.

Conclusion

Xometry Europe propose non seulement les matériaux et les procédés d'impression 3D, mais également les opérations de post-traitement nécessaires pour produire des pièces résistantes à l'eau de haute qualité et fonctionnelles. Rendez-vous sur notre moteur de devis instantané pour explorer nos différents matériaux, technologies et options de finition et pour télécharger votre modèle 3D.