Filaments ASA, PETG et PC comparés : performances, durabilité et usages optimaux

Les filaments d'impression 3D sont la matière première, ou le matériau d'alimentation, spécifiquement utilisés en conjonction avec le modèle de dépôt de filament fondu (FDM), l'une des méthodes de fabrication additive les plus couramment utilisées. Les filaments sont des thermoplastiques qui deviennent liquides lorsqu'ils sont chauffés — leur permettant d'être façonnés et moulés — et solides lorsqu'ils sont froids. Il existe une variété de types de filaments différents, chacun garantissant un ensemble spécifique de propriétés matérielles — certains sont extrêmement flexibles et semblables au caoutchouc, d'autres sont rigides, et certains sont même solubles ou biodégradables.

Le processus de création de filament d'impression 3D commence avec de la résine granulée brute — comme le PLA ou l'ABS. Selon l'application de la pièce, la résine est d'abord mélangée avec du pigment et d'autres additifs pour donner au filament la couleur et les propriétés matérielles souhaitées. Pour maximiser la qualité, le filament sera généralement séché à environ 60-80 °C afin de réduire la teneur en eau du matériau, atténuant ainsi l'apparition de défauts dimensionnels.

La résine est ensuite placée dans un extrudeur à vis unique qui chauffe et mélange le matériau en un monofilament unique, qui est ensuite passé dans un bain d'eau chaude et refroidi doucement, donnant au filament sa forme ronde. Des températures d'eau inappropriées peuvent entraîner un filament plat ou ovale — et, par extension — une qualité de pièce inférieure. Le filament passe par un dernier bain d'eau froide avant le bobinage. Le matériau est alors prêt à être utilisé en production.

Puisque les filaments varient dans leurs caractéristiques matérielles — et auront donc un impact sur la fonctionnalité et l'esthétique de la pièce finale — il est important de choisir le filament d'impression 3D le mieux adapté à une application particulière. Voici ce que les équipes produit doivent savoir.

Comment choisir un filament d'impression 3D

Pendant la production, une imprimante FDM chauffera le filament thermoplastique à son point de fusion, puis l'extrudera en suivant le chemin d'outil tracé par le fichier CAO de la pièce. La méthode fonctionne en créant la pièce une couche de matériau à la fois.

Lors du choix d'un matériau pour une pièce donnée :

1. Il est important de s'assurer que le diamètre du filament est physiquement compatible avec l'imprimante FDM.
2. Sélectionnez des matériaux de haute qualité auprès de fournisseurs de confiance ; dans de nombreux cas, des pièces de qualité inférieure peuvent être attribuées à des filaments de mauvaise qualité ou à une inadéquation entre le matériau, l'imprimante et l'application finale.

Trois des filaments d'impression 3D les plus couramment utilisés sont l'ASA, le PETG et le polycarbonate, chacun offrant des avantages et des considérations de fabrication spécifiques.

Filament ASA

Le filament d'acrylonitrile styrène acrylate (ASA) offre un mélange unique de résistance, de stabilité dimensionnelle et de résistance aux UV, à l'humidité et aux produits chimiques, ce qui en fait un choix idéal pour le prototypage 3D, les applications extérieures, les composants de boîtier et les pièces automobiles. L'ASA est plus cher et a un point de fusion plus élevé que les autres thermoplastiques courants, et ne doit être imprimé que dans des zones extrêmement bien ventilées, car le processus de production peut libérer des fumées toxiques. C'est un matériau extrêmement sensible à la température, et une configuration incorrecte de la chambre de chauffe de l'imprimante FDM peut provoquer du gauchissement ou une séparation des couches.

Filament PETG

Le filament PETG est élaboré en incorporant du glycol dans le téréphtalate de polyéthylène (PET), une forme de polyester utilisée dans de nombreux biens de consommation emballés, y compris les bouteilles d'eau et les contenants alimentaires. Cela crée un filament plus clair, plus flexible, plus facile à imprimer et ayant de meilleures propriétés thermiques, entraînant beaucoup moins de gauchissement ou de retrait lors du refroidissement du matériau. Le PETG est également extrêmement résistant aux chocs, ce qui le rend idéal pour l'outillage, ainsi que pour la fabrication de pièces mécaniques, de prothèses et de composants conçus pour protéger d'autres pièces.

Cependant, le PETG est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité de son environnement, et doit donc être stocké dans un endroit frais et sec. Si l'imprimante n'est pas correctement configurée, le PETG peut également être sujet au filage, ce qui affecte négativement la précision d'impression. Le PETG résiste également aux adhésifs et nécessite donc un traitement supplémentaire si la peinture ou le collage est requis.

Filament PC

Le polycarbonate (PC) est l'un des filaments d'impression 3D les plus résistants disponibles, offrant une haute résistance à la chaleur et aux chocs, ainsi qu'une stabilité dimensionnelle impressionnante. Cela le rend bien adapté aux pièces qui devront résister à des environnements à haute contrainte ou porteurs de charges. Le PC est naturellement transparent et est donc souvent utilisé pour fabriquer des articles comme les verres de lunettes de soleil et les écrans d'appareils électroniques. Comme le PETG, le PC est également hygroscopique.

Le PC a un point de fusion très élevé, ce qui peut entraîner un certain nombre de complications pendant la production, notamment le gauchissement, la fissuration et la délamination. Pour cette raison, une imprimante FDM entièrement fermée et à température contrôlée est idéale pour l'impression de pièces en PC.

Sélectionner le bon filament d'impression 3D

Le FDM est l'une des formes les plus courantes d'impression 3D pour les amateurs et les fabricants professionnels, et peut être utilisé pour créer une variété de pièces finales viables. L'ASA, le PETG et le PC sont parmi les filaments les plus courants et chacun fournit un ensemble distinct de caractéristiques matérielles. Déterminer le filament idéal pour une application donnée est essentiel pour créer des pièces supérieures et performantes.

S'associer à un partenaire de fabrication numérique chevronné comme Fast Radius peut simplifier le processus de sélection des filaments. Nous apportons des années d'expérience à chaque travail, tirant parti de notre expertise collective pour rationaliser le cycle de vie de la production. Nous croyons en la maximisation de l'efficacité sans sacrifier la qualité, et c'est pourquoi nous travaillons en étroite collaboration avec chacun de nos clients de la conception à l'exécution afin de fournir des pièces d'une qualité inégalée à des tarifs compétitifs. Contactez-nous aujourd'hui pour découvrir la différence Fast Radius.