10 matériaux les plus solides pour l'impression 3D

L'impression 3D est un processus de fabrication très polyvalent capable de produire à la fois des prototypes et des pièces d'utilisation finale durables. Certaines applications nécessitent que les pièces imprimées en 3D soient extrêmement solides et durables. Ces caractéristiques dépendent, dans une large mesure, de la conception ainsi que des matériaux d'impression 3D utilisés pour fabriquer la pièce. Jetons un coup d'œil aux options des matériaux les plus résistants pour l'impression 3D pour les technologies disponibles chez Xometry.

Indicateurs de matériaux d'impression 3D solides

Les matériaux solides ou les pièces produites avec eux ont une résistance élevée à la traction, à la compacité ou au cisaillement. Ils sont capables de résister à des contraintes élevées et ne se déforment pas sous de lourdes charges. Les matériaux solides peuvent également avoir une bonne résistance aux chocs, aux produits chimiques et aux conditions météorologiques difficiles. La résistance des pièces imprimées dépend également d'autres facteurs, tels que la conception, le post-traitement et les paramètres d'impression.

Les matériaux d'impression 3D les plus solides disponibles chez Xometry

Différentes technologies d'impression nécessitent différents plastiques ou métaux pour imprimer. Voyons quel matériau d'impression avec une bonne résistance chaque technologie nécessite et ses propriétés en détail.

CE 221 (ester cyanate)

Ce matériau est connu pour sa résistance aux hautes températures et sa rigidité. En raison de sa température de déflexion thermique élevée, le CE 221 peut être appliqué en toute sécurité dans des applications avec des exigences thermiques élevées. La résine a une stabilité thermique à long terme avec une température de transition vitreuse d'environ 225 °C.

Ce matériau est capable de résister à une pression élevée et de donner une finition de surface très précise.

• Technologie d'impression 3D : Carbone DLS
• Candidatures : Produits industriels, composants d'assemblage électronique, collecteurs de fluides

Nylon PA 12 chargé carbone

Le mélange de résine Nylon PA 12 avec de la fibre de carbone hachée confère à ce matériau d'excellentes propriétés structurelles. La fibre de carbone occupe 35% de son poids. Cela permet une grande liberté de conception, en particulier pour le prototypage.

Il est assez solide et rigide, capable de remplacer les métaux dans certaines applications telles que les gabarits, les fixations, les guides de perçage et les inserts à ajustement serré. Il a de nombreuses applications dans les industries automobile, industrielle et récréative. Le nylon PA 12 CF est largement considéré comme le matériau FDM avec le rapport résistance/poids le plus élevé disponible.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Candidatures : Outillage, prototypage

EPX 82

Ce photopolymère à base d'époxy présente un excellent mélange de ténacité, de rigidité, de durabilité, de résistance à la température et de résistance à la traction élevée de 82 MPa. Sa stabilité aux ultraviolets et à la chaleur le rend adapté à une large gamme d'applications. La résine EPX 82 est capable de donner des impressions précises.

Sa propriété de haute résistance aux chocs et à la chaleur permet une utilisation continue dans des applications à températures variables.

• Technologie d'impression 3D : Carbone DLS
• Candidatures : Gabarits, luminaires, supports, connecteurs

Polycarbonate (PC)

Le polycarbonate est un matériau dur et amorphe avec une résistance élevée aux chocs, une stabilité et de bonnes propriétés électriques. Ce matériau permet la transmission de la lumière à l'intérieur presque au même titre que le verre. Il a une plage de température d'utilisation plus large avec une température de déflexion thermique de 140 °C.

Il est largement utilisé pour la production de casques de sécurité, de lentilles pour phares de voiture et de lunettes pare-balles. Il peut être combiné avec des matériaux ignifuges sans aucune dégradation significative du matériau.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Candidatures : Matériel médical, produits industriels, composants électroniques

Acier inoxydable 17.4 / 1.4542

Il s'agit d'un acier au cuivre au chrome-nickel à haute résistance et excellente ténacité. Il a une résistance à la traction de 1 070 N/mm ² . L'acier inoxydable 17.4 a une bonne résistance à la corrosion. En raison de sa haute résistance, il est largement utilisé dans les industries aérospatiales et de haute technologie dans des composants tels que les engrenages, les aubes de turbine, les arbres, les matrices de moulage.

Ce matériau peut être traité thermiquement à une grande variété de niveaux de dureté et de ténacité. Le frittage laser direct de métal (DMLS) est la forme standard d'impression avec de l'acier inoxydable. Cependant, d'autres méthodes telles que le jet de liant et la fusion laser sélective (SLM) sont également utilisées.

• Technologie d'impression 3D : DMLS, projection de liant, SLM
• Candidatures : Aéronautique, industries de haute technologie

ULTEM 1010

Ce matériau a la résistance à la chaleur, la résistance chimique et la résistance à la traction les plus élevées par rapport aux autres thermoplastiques FDM. ULTEM 1010 est disponible en qualités transparentes, opaques et chargées de verre. Il a une large application dans les outils personnalisés pour la fabrication de pièces en métal ou en plastique, les outils médicaux et les matrices résistantes à la température.

Il s'agit d'un thermoplastique polyétherimide haute performance et on peut dire qu'il s'agit du matériau d'impression FDM le plus résistant disponible. Il a le plus faible coefficient de dilatation thermique. Il possède des certifications de contact alimentaire et de biocompatibilité, ce qui le rend idéal pour les applications dans l'industrie alimentaire.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Candidatures : Agroalimentaire, outillage

COUP D'OEIL

Il a une excellente résistance aux produits chimiques agressifs avec une résistance mécanique et une stabilité dimensionnelle élevées. Il a la capacité de conserver sa rigidité à des températures élevées et peut être utilisé pour une utilisation continue à des températures allant jusqu'à 170 °C.

Le PEEK, également connu sous le nom de polyétheréthercétone, présente une excellente résistance à la fatigue et aux fissures sous contrainte. Il est utilisé dans l'aérospatiale, le pétrole et le gaz et la production de semi-conducteurs.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Candidatures : Roulements, joints, vannes, tubes

ULTEM 9085

Il présente un rapport résistance/poids élevé, une résistance élevée aux chocs et une bonne résistance à la chaleur. Il est hautement ignifuge. Il est utilisé dans la production de prototypes ainsi que d'outils dans les industries aérospatiale et automobile. Il est comparable au nylon 6.68 (9800).

ULTEM 9085 avec sa résistance mécanique supérieure et sa légèreté convient à la production de composants d'utilisation finale.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Candidatures : Gabarits, fixations, moules composites

Aluminium AlSiMG / EN 1706 :1998

Ce matériau a une excellente résistance aux températures élevées (environ 200°C). L'aluminium AlSiMG a une bonne résistance à la corrosion et peut être facilement poli. Il a une bonne maniabilité et une bonne résistance aux fissures thermiques. La résistance à la fatigue est excellente à 110 N/mm ² .

Il a une bonne soudabilité et est largement utilisé dans les pièces de véhicules, de machines et d'avions. Il a une résistance à la traction de 290MPa à température ambiante.

• Technologie d'impression 3D : DMLS
• Candidatures : Automobile, aérospatiale

Acier inoxydable 316L / 1.4404

Ce matériau a une faible teneur en carbone et est un acier inoxydable au chrome-nickel-molybdène. L'acier inoxydable 316L a une excellente résistance à la corrosion et une excellente stabilité contre les milieux à base de chlore et les acides non oxydants. Il a une résistance à la traction élevée d'environ 500 N/mm ² .

Il est généralement utilisé dans les équipements de transformation des aliments et de laboratoire, les échangeurs de chaleur, les écrous et les boulons. C'est le matériau le plus lisse par rapport aux autres matériaux métalliques.

• Technologie d'impression 3D : DMLS
• Candidatures : Équipements agroalimentaires, équipements pharmaceutiques

Comparaison des coûts des matériaux d'impression 3D les plus résistants

Comparons les coûts des trois résines du moteur de devis de Xometry pour le modèle CAO :

Matériel	Technologie	Résistance à la traction	Coût par unité	Coût unitaire pour 10 pièces	Coût unitaire pour 100 pièces
CE 221	DLS carbone	92 Mpa	645,21 €	171,58 €	Prix sur demande
Nylon PA 12 CF	FDM	76 MPa	24,60 €	18,49 €	14,31 €
EPX 82	DLS carbone	82 Mpa	201,85 €	46,38 €	46,38 €
PC	FDM	60 MPa	34,45 €	25,89 €	25,03 €
Acier inoxydable 17.4	DMLS	1103 MPa	387,12 €	294,83 €	Prix sur demande
ULTEM 1010	FDM	105 MPa	50,03 €	35,80 €	34,61 €
COUP D'OEIL	FDM	110 Mpa	44,21 €	32,32 €	23,56 €
ULTEM 9085	FDM	70 MPa	47,64 €	35,80 €	34,61 €
Aluminium AlSiMG	DMLS	230 – 290 MPa	174,76 €	89,19 €	87,80 €
Acier inoxydable 316L	DMLS	490 – 690 MPa	387,12 €	294,83 €	Prix sur demande

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Conclusion

Il existe deux principaux types de matériaux résistants pour l'impression 3D :les plastiques, qui peuvent être imprimés avec FDM, SLS, SLA, Carbon DLS, MJF et les métaux (DMLS). Xometry Europe propose des services d'impression 3D rapides, fiables et très précis avec ces technologies et ces matériaux. Grâce à notre moteur de devis instantané et à notre réseau de plus de 2 000 fabricants, nous vous garantissons un processus de production de pièces transparent, du devis à la livraison à domicile.