Top 10 des matériaux résistants à la chaleur pour l'impression 3D : choisir le meilleur pour applications haute température

L'une des nombreuses caractéristiques souhaitables de l'impression 3D comme technologie de fabrication est sa capacité à produire des pièces entièrement fonctionnelles pour de nombreuses applications dans différentes industries et dans diverses conditions d'exploitation. Les pièces imprimées en 3D sont souvent utilisées dans des applications à haute température. Cependant, pour fonctionner correctement dans de tels environnements, elles doivent être fabriquées à partir de matériaux résistants à la chaleur. Cet article couvre certains des meilleurs matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur pour une utilisation dans des applications haute température.

Meilleurs matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur

Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)

L'ABS peut supporter des températures jusqu'à 100 °C. Sa température de fléchissement sous charge est entre 88-89 °C et son point de fusion d'environ 200 °C. L'ABS est aussi connu pour sa ténacité et sa résistance aux chocs. Cela permet l'impression de pièces soumises à des applications à haute contrainte. Il a une température de transition vitreuse d'environ 105 °C et résiste fortement aux acides aqueux, phosphorique et chlorhydrique.

• Technologie : Dépôt de Filament Fondu (FDM)
• Caractéristiques clés : Résistance chimique, résistance aux chocs
• Applications courantes : Tuyaux d'évacuation/d'égout, inhalateurs, boîtiers pour composants électriques

ULTEM 1010

L'ULTEM 1010 a la plus haute résistance à la chaleur, résistance chimique et résistance à la traction comparé aux autres thermoplastiques FDM. Il est disponible en grades transparents, opaques et chargés en verre. Ce matériau a une large application dans les outils personnalisés pour la fabrication de pièces métal ou plastique, outils médicaux et matrices résistantes à la température.

C'est un thermoplastique polyetherimide haute performance avec un point de fusion de 340 °C et une température de transition vitreuse de 216 °C. L'ULTEM 1010 a le plus faible coefficient de dilatation thermique. Il a des certifications contact alimentaire et biocompatibilité, ce qui le rend idéal pour les applications dans l'industrie alimentaire.

• Technologie : Dépôt de Filament Fondu (FDM)
• Caractéristiques clés : Excellente résistance à la chaleur, résistance à la traction, faible coefficient de dilatation thermique
• Applications courantes : Outils médicaux, matrices résistantes à la température

CE 221 (Esters Cyanate)

Ce matériau est connu pour sa résistance aux hautes températures et sa rigidité. En raison de sa haute température de fléchissement sous charge, il peut être appliqué en toute sécurité dans des applications à fortes exigences thermiques.

La résine CE 221 a une stabilité thermique à long terme avec une température de transition vitreuse d'environ 225 °C et une température de fléchissement sous charge de 231 °C. Ce matériau est capable de supporter de hautes pressions et de donner une finition de surface hautement précise.

• Technologies : Carbon DLS
• Caractéristiques clés : Stabilité thermique, rigide, résistance haute pression
• Applications courantes : Produits industriels, composants d'assemblage électronique, collecteurs de fluides

ULTEM 9085

Ce matériau a un rapport résistance/poids élevé, une haute résistance aux chocs avec une bonne résistance à la chaleur. L'ULTEM 9085 est hautement ignifuge. Il est utilisé dans la production de prototypes ainsi que d'outils dans les industries aérospatiale et automobile. Il a une température de transition vitreuse de 186 °C et une température de fléchissement sous charge de 153 °C.

L'ULTEM 9085, avec sa résistance mécanique supérieure et sa légèreté, est adapté pour la production de composants d'utilisation finale.

• Technologie : Dépôt de Filament Fondu (FDM)
• Caractéristiques clés : Ignifuge, résistance aux chocs
• Applications courantes : Gabarits, fixations, moules composites

Polycarbonate (PC)

Ce matériau a un point de fusion cristallin d'environ 230-260 °C et une température de transition vitreuse de 147 °C. Le polycarbonate est un matériau dur et amorphe avec une haute résistance aux chocs, une bonne stabilité et de bonnes propriétés électriques. Il a une large plage de température d'utilisation avec une température de fléchissement sous charge de 140 °C. Il est largement utilisé pour la production de casques de sécurité, lentilles pour phares de voiture et verres pare-balles.

• Technologie : Dépôt de Filament Fondu (FDM)
• Caractéristiques clés : Translucidité, malléabilité
• Applications courantes : Lentilles plastiques en lunetterie, équipements de protection, composants automobiles

PEEK

Il a une excellente résistance aux produits chimiques agressifs avec une haute résistance mécanique et une stabilité dimensionnelle. Sa température de fusion est à 343 °C et il a une température de transition vitreuse de 143 °C. Le PEEK a la capacité de retenir sa rigidité à des températures élevées et peut être appliqué pour une utilisation continue à des températures jusqu'à 170 °C. Il est utilisé dans l'aérospatiale, le pétrole et gaz et la production de semi-conducteurs.

• Technologie : Dépôt de Filament Fondu (FDM)
• Caractéristiques clés : Résistance chimique, bonne rigidité, résistance à la vapeur et à l'eau
• Applications courantes : Composants semi-conducteurs, composants de vannes et pompes, machines de transformation alimentaire

PC – Like Heat Resist Translucent / Accura 48

Ce est un matériau résistant aux hautes températures, le mieux adapté pour les pièces nécessitant haute résistance et rigidité. Il est largement utilisé pour la fabrication de prototypes de composants électroniques et d'éclairage. Il fournit des détails de caractéristiques améliorés.

À 0,46 MPa de pression de test, le PC-Like Heat Resist Translucent a une température de fléchissement sous charge variant de 70-85 °C. Cette déflexion thermique peut être améliorée à environ 135 °C avec un post-traitement thermique.

• Technologie : Stéréolithographie (SLA)
• Caractéristiques clés : Résistance à la température, haute résistance, rigidité
• Applications courantes : Composants électroniques et d'éclairage

Aluminium AlSi10Mg

L'aluminium AlSi10Mg a une excellente résistance à des températures élevées (environ 200 °C). Il a une bonne résistance à la corrosion et peut être facilement poli. Il a une bonne ouvrabilité et une bonne résistance à la fissuration thermique avec un point de fusion de 670 °C. La résistance à la fatigue est excellente à 110 N/mm².

Ses caractéristiques permettent d'imprimer des géométries complexes et sont largement appliquées dans les pièces pour véhicules, machines et avions. Il a une résistance à la traction de 450 MPa à température ambiante.

• Technologie : Frittage Laser Direct de Métal (DMLS)
• Caractéristiques clés : Léger, résistance aux contraintes
• Applications courantes : Moteurs, engins

Acier inoxydable 316L / 1.4404

L'acier inoxydable 316L peut être utilisé en service continu à des températures jusqu'à 550 °C. Ce matériau a une faible teneur en carbone et est un acier inoxydable chrome-nickel-molybdène avec un point de fusion de 1400 °C. Il a une excellente résistance à la corrosion et une stabilité contre les milieux à base de chlore et les acides non oxydants. Sa résistance à la corrosion et sa ductilité le rendent idéal pour des applications dans plusieurs industries comme l'aérospatiale, le médical et l'automobile.

• Technologie : Frittage Laser Direct de Métal (DMLS)
• Caractéristiques clés : Résistance à la corrosion, ductilité
• Applications courantes : Équipement de laboratoire, échangeurs de chaleur, écrous et boulons

Inconel 718 (Superalliage Nickel-Chrome)

L'Inconel 718 est un superalliage haute résistance à base de nickel-chrome. Il résiste à la corrosion, aux pressions extrêmes et aux températures élevées jusqu'à 700 °C. Ce matériau fond à environ 1400 °C. Il a une résistance à la traction de 1035 MPa. Cependant, il est cassant et a une bonne usinabilité avec un outil de coupe dur. Il est largement appliqué dans la fabrication, l'équipement militaire et l'industrie aérospatiale.

• Technologie : Frittage Laser Direct de Métal (DMLS)
• Caractéristiques clés : Résistance à la corrosion, cassant, résistance mécanique
• Applications courantes : Pièces de turbines à gaz, carters de compresseurs, porte-matrices

Propriétés des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur

Le tableau suivant compare le point de fusion et la température de transition vitreuse des 10 meilleurs matériaux résistants à la chaleur pour l'impression 3D :

Matériau	Point de fusion	Température de transition vitreuse	Résistance à la traction
ABS	200 °C	105 °C	42,5 – 44,8 MPa
ULTEM 1010	340 °C	216 °C	105 MPa
CE 221	–	225 °C	92 MPa
ULTEM 9085	–	186 °C	71,6 MPa
PC	230 – 260 °C	147 °C	60 MPa
PEEK	343 °C	143 °C	110 MPa
Aluminium AlSi10Mg	670 °C	–	450 MPa
Acier inoxydable 316L	1 400 °C	–	520 – 690 MPa
Inconel 718	1 370 – 1 430 °C	–	965 MPa
PC – Like Heat Resist Translucent / Accura 48	Température de fléchissement à 0,46 MPa après post-traitement thermique : 170 – 250 °C	Température de transition vitreuse UV et post-traitement thermique : 122 °C	50 MPa

Comparaison des coûts des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur

Voici une comparaison des coûts des trois résines via le moteur de devis de Xometry pour le modèle CAO :

Matériau	Technologie d'impression 3D	Coût par unité	Coût unitaire pour 10 pièces	Coût unitaire pour 100 pièces
ABS	FDM	9,13 €	6,34 €	2,57 €
ULTEM 1010	FDM	50,03 €	35,80 €	34,61 €
CE 221	Carbon DLS	645,21 €	171,58 €	Prix sur demande
ULTEM 9085	FDM	53,20 €	23,83 €	13,66 €
PC	FDM	34,45 €	25,89 €	25,03 €
PEEK	FDM	88,42 €	64,65 €	47,12 €
PC – Like Heat Resist Translucent	SLA	72,87 €	21,64 €	18,03 €
Aluminium AlSi10Mg	DMLS	174,76 €	89,19 €	87,80 €
Acier inoxydable 316L	DMLS	387,12 €	294,83 €	Prix sur demande
Inconel 718	DMLS	487,77 €	333,16 €	Prix sur demande

Conclusion

Xometry Europe offre des services d'impression 3D en ligne rapides, fiables et hautement précis avec ces technologies et matériaux résistants à la chaleur. Grâce à notre Moteur de Devis Instantané et notre réseau de plus de 2 000 fabricants, nous assurons un processus de production de pièces fluide, du devis à la livraison.