Les 10 matériaux d'impression 3D les plus résistants pour une durabilité ultime

L'impression 3D est un procédé de fabrication hautement polyvalent capable de produire à la fois des prototypes et des pièces d'utilisation finale durables. Certaines applications exigent 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. Examinons les options des matériaux les plus résistants pour l'impression 3D pour les technologies disponibles chez Xometry.

Indicateurs de matériaux d'impression 3D résistants

Les matériaux résistants ou les pièces produites avec eux ont une résistance à la traction, à la compression ou au cisaillement élevée. Ils peuvent supporter de fortes contraintes et ne se déforment pas sous de lourdes charges. Les matériaux résistants peuvent aussi avoir une bonne résistance aux chocs, aux produits chimiques et aux conditions météorologiques difficiles. La résistance des pièces imprimées dépend aussi d'autres facteurs comme la conception, le post-traitement et les paramètres d'impression.

Les matériaux d'impression 3D les plus résistants 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 requiert et ses propriétés en détail.

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, le CE 221 peut être appliqué en toute sécurité dans des applications à fortes exigences thermiques. La résine a une stabilité thermique à long terme avec une température de transition vitreuse d'environ 225 °C.

Ce matériau est capable de supporter de hautes pressions et de donner une finition de surface hautement précise.

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

Nylon PA 12 chargé carbone

Le mélange de résine Nylon PA 12 avec fibres de carbone hachées donne à ce matériau d'excellentes propriétés structurelles. La fibre de carbone occupe 35 % de son poids. Cela permet une liberté de conception distincte, surtout pour le prototypage.

Il est assez solide et rigide, capable de remplacer les métaux dans certaines applications comme les gabarits, fixations, guides de perçage et inserts à pression. Il a de larges applications dans les industries automobile, industrielle et récréative. Le Nylon PA 12 CF est largement considéré comme le matériau FDM avec le meilleur rapport résistance/poids disponible.

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

EPX 82

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

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

• Technologie d'impression 3D : Carbon DLS
• Applications : Gabarits, fixations légères, supports, connecteurs

Polycarbonate (PC)

Le polycarbonate est un matériau dur et amorphe avec une haute résistance aux chocs, une bonne stabilité et de bonnes propriétés électriques. Ce matériau permet la transmission de la lumière en interne presque à la même capacité que le verre. 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. Il peut être combiné avec des matériaux ignifuges sans dégradation significative du matériau.

• Technologie d'impression 3D : FDM
• Applications : Équipement médical, produits industriels, composants électroniques

Acier inoxydable 17.4 / 1.4542

C'est un acier chrome-nickel-cuivre avec une haute résistance et une excellente ténacité. Il a une résistance à la traction de 1070 N/mm². L'acier inoxydable 17.4 a une bonne résistance à la corrosion. En raison de sa haute résistance, il est fortement employé dans les industries aérospatiale et de haute technologie dans des composants tels que engrenages, pales de turbine, arbres, matrices de moulage.

Ce matériau peut être traité thermiquement pour une large variété de niveaux de dureté et de ténacité. Le frittage laser direct de métal (DMLS) est la forme standard d'impression avec l'acier inoxydable. Cependant, d'autres méthodes comme le binder jetting et la fusion laser sélective (SLM) sont aussi utilisées.

• Technologie d'impression 3D : DMLS, binder jetting, SLM
• Applications : Aérospatiale, industries de haute technologie

ULTEM 1010

Ce matériau a la plus haute résistance à la chaleur, résistance chimique et résistance à la traction comparé aux autres thermoplastiques FDM. L'ULTEM 1010 est disponible en grades transparents, opaques et chargés en verre. Il 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 et on peut dire que c'est le matériau d'impression FDM le plus résistant disponible. Il 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 d'impression 3D : FDM
• Applications : Industrie alimentaire, outillage

PEEK

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

Le PEEK, aussi connu sous le nom de Polyetheretherketone, a une excellente résistance à la fatigue et à la fissuration sous contrainte. Il est utilisé dans l'aérospatiale, le pétrole et gaz et la production de semi-conducteurs.

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

ULTEM 9085

Ce matériau a un rapport résistance/poids élevé, une haute résistance aux chocs avec 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).

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

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

Aluminium AlSiMG / EN 1706: 1998

Ce matériau a une excellente résistance à des températures élevées (environ 200 °C). L'aluminium AlSiMG 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. La résistance à la fatigue est excellente à 110 N/mm².

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

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

Acier inoxydable 316L / 1.4404

Ce matériau a une faible teneur en carbone et est un acier inoxydable chrome-nickel-molybdène. L'acier inoxydable 316L a une excellente résistance à la corrosion et une stabilité contre les milieux à base de chlore et les acides non oxydants. Il a une haute résistance à la traction d'environ 500 N/mm².

Il est généralement utilisé dans l'équipement alimentaire et de boissons, l'équipement pharmaceutique.

• Technologie d'impression 3D : DMLS
• Applications : Équipement alimentaire et boissons, équipement pharmaceutique

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

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

Matériau	Technologie	Résistance à la traction	Coût par unité	Coût unitaire pour 10 pièces	Coût unitaire pour 100 pièces
CE 221	Carbon DLS	92 MPa	645,21 €	171,58 €	Prix sur demande
Nylon PA 12 CF	FDM	76 MPa	24,60 €	18,49 €	14,31 €
EPX 82	Carbon DLS	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 €
PEEK	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 y a 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 offre des services d'impression 3D rapides, fiables et hautement précis avec ces technologies et matériaux. 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.