Maîtriser le filament PLA d'impression 3D : composition, propriétés et différences clés

Le filament PLA (acide polylactique) est l'un des plus couramment utilisés en modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) d'impression 3D car il est facile à travailler et donne de beaux résultats. Dans l'histoire des plastiques, le PLA est l'OG (enfin, l'un d'entre eux). Il a été inventé en 1938 par le chimiste de DuPont Wallace Carothers (qui a aussi, coïncidemment, inventé le nylon), mais a mis beaucoup de temps à devenir grand public. Dans les années 50, les grandes entreprises de matériaux de fabrication ont commencé à faire des recherches plus approfondies dessus, et dans les années 90, le PLA était commercialisé. Il a d'abord été adopté comme alternative biodégradable au PET et a depuis été utilisé pour tout, des emballages et couverts jetables aux appareils et dispositifs. Lorsque les imprimantes 3D ont émergé à la fin des années 2000, le PLA a été l'un des premiers matériaux de filament utilisés et, aujourd'hui, il représente plus de 40 % des plastiques utilisés dans la fabrication additive.

Qu'est-ce que le filament d'impression 3D PLA ?

Le PLA est un polymère thermoplastique obtenu en fermentant des produits végétaux comme la canne à sucre ou l'amidon de maïs pour produire de l'acide lactique, qui est ensuite polymérisé en PLA, souvent en utilisant du lactide. Il peut ensuite être mélangé avec des agents nucléants ou des plastifiants (c.-à-d., polyéthylène glycol) pour modifier ses propriétés. Pour des avantages supplémentaires, il peut aussi être mélangé avec d'autres matériaux comme des fibres de bois, du carbone, des paillettes de métal, du graphène, etc. Il est ensuite extrudé en filament ou en fibre. Les PLA avec des listes d'ingrédients plus simples sont appelés PLA, tandis que ceux bourrés d'additifs sont appelés PLA+.

• PLA : Proche du polymère pur mais peut contenir des quantités limitées d'additifs pour modifier diverses propriétés, notamment la flexibilité intramoléculaire, la viscosité de fusion et les propriétés de couleur ou visuelles.
• PLA+ : Susceptible de contenir des quantités significatives d'une large gamme d'additifs. Ceux-ci incluent la fibre de carbone pour la stabilité du modèle, la rigidité et l'augmentation de la Rm (résistance ultime à la traction) ; la fibre de bois pour l'effet cosmétique ; le graphène pour la rigidité et l'augmentation de la Rm ; et les particules métalliques pour l'effet cosmétique.

Pour plus d'informations sur leurs similitudes, différences et utilisations, consultez notre guide : PLA vs PLA+ Impression 3D.

Parmi les propriétés désirables du PLA figure sa liaison inter-couches, qui permet au plastique nouvellement extrudé de se lier très bien au plastique récemment refroidi. Les brins et couches se fondent sans effort pour une surface lisse (et jolie), et cela ne change pas beaucoup même si vous modifiez les paramètres de la machine. Il a aussi une bonne tolérance à une gamme de températures d'extrusion, ce qui permet de l'utiliser sur de nombreuses machines différentes. Cela le rend super facile à imprimer et un excellent filament de départ pour ceux sans beaucoup d'expérience.

Vous pouvez utiliser le PLA pour des objets qui doivent être attrayants, mais pas nécessairement durables. Le matériau ne supporte pas beaucoup de contrainte, donc vous ne voudriez pas fabriquer des pièces de machine, des pièces d'essai d'ingénierie ou des composants de type roulement à partir de lui. Il ne supporte pas d'être laissé à l'extérieur et ne résiste pas bien face à l'eau, aux produits chimiques ou à l'abrasion. De plus, ce n'est pas parce qu'il est fabriqué à partir de matériaux « verts » qu'il est automatiquement écologique. Le PLA doit être recyclé séparément, et il n'est biodégradable que s'il est composté industriellement.

Quelle est la composition du filament PLA ?

Le filament PLA est un polymère résultant de la fermentation de sources végétales telles que la canne à sucre, le taro et l'amidon de maïs. Il se divise en deux grandes catégories :

1. PLA : Proche du polymère pur mais peut contenir des quantités limitées d'additifs pour modifier diverses propriétés, notamment : la flexibilité intramoléculaire, la viscosité de fusion, et les propriétés de couleur ou visuelles.
2. PLA+ : Susceptible de contenir des quantités significatives d'une large gamme d'additifs. Ceux-ci incluent : la fibre de carbone pour la stabilité du modèle, la rigidité et l'augmentation de la Rm (résistance ultime à la traction) ; la fibre de bois pour l'effet cosmétique ; le graphène pour la rigidité et l'augmentation de la Rm ; ainsi que les particules métalliques pour l'effet cosmétique.

Quelles sont les propriétés du filament PLA ?

Toutes les propriétés importantes du filament PLA sont listées dans le tableau ci-dessous.