Depuis quelques années, l’impression 3D devient de plus en plus populaire, que ce soit dans les secteurs professionnels ou dans la vie quotidienne. Également connue sous le nom de fabrication additive, elle est définie comme étant une technique de fabrication qui permet de créer des objets tridimensionnels. D’où le diminutif de 3D.
Par ailleurs, avec l’apparition des imprimantes 3D qui envahit le marché en ce moment, cette technologie devient de plus en plus accessible à tous les particuliers et les amateurs. Toutefois, il convient de noter que quelques critères sont à prendre en compte avant de procéder à une impression en 3D. il y a entre autres le choix des matériaux à utiliser, qui peut influencer largement l’efficacité et l’application de cette technologie. C’est pourquoi, dans cet article, nous allons découvrir les principaux matériaux disponibles pour la fabrication additive, ou encore les critères de sélection pour en choisir.
Les matériaux plastiques en impression 3D
Les plastiques sont des matériaux très courants en impression 3D. Ils sont généralement utilisés avec la technologie FDM ou le dépôt de fil fondu. Le plus connu est certainement l’ABS ou Acrylonitrile Butadiène Styrène. Doté d’une propriété durable et robuste, le matériau ABS est facile à travailler, tout en étant résistant aux chocs et à la chaleur. De ce fait, il est très pratique dans la conception de divers objets comme les jouets, les appareils électroménagers, ou tout autre prototype fonctionnel.
Le PLA ou Acide Polylactique est une autre variété de plastique générée par des matières renouvelables ou biodégradables. Malgré ses propriétés solides, ce matériau n’est toutefois pas résistant à la chaleur. En revanche, il est disponible en différentes couleurs, ce qui lui permet d’être utilisé pour des fins esthétiques. En prime, c’est un choix écologique et respectueux de l’environnement.
D’autres types de plastique peuvent aussi être compatibles avec l’impression 3D, dont le PET, le PVA, le HIPS, le TPU ou encore les polyamides. Chacun de ces matériaux se différencient avec des propriétés spécifiques, qui sont adaptées pour la création des objets variés.
Les matériaux métalliques en impression 3D
De nos jours, les matériaux métalliques commencent à devenir de plus en plus présents dans les procédés d’impression 3D. Outre la diversité de métaux que l’on peut utiliser, leur application est large et il y a la réduction des coûts et des charges qui séduit les utilisateurs, et particulièrement les industries modernes. On peut citer par exemple les métaux comme l’acier, le titane, ou encore l’aluminium, qui sont maintenant incontournables dans la fabrication additive de divers outillages d’ingénierie et industrielle, des pièces automobiles, des équipements médicaux, ou même dans le secteur de l’aviation et l’aérospatiale.
Dotés d’une grande résistance, les matériaux métalliques se démarquent avec leur durabilité, légèreté et polyvalence. L’aluminium, par exemple, peut être travaillé de plusieurs façons, qui le rend idéal pour concevoir des objets aux structures spécifiques, et de formes complexes. Les métaux précieux tels que l’or, l’argent, le bronze ou encore le platine sont utilisés pour la fabrication additive des objets de petites tailles, comme les bijoux par exemple.
Matériaux composites et spécialisés
Les matériaux composites, généralement produits avec la combinaison de deux matières distinctes, sont également répandus dans l’impression 3D. À titre d’exemple, les composites métal-polymère sont obtenus à partir de l’association des métaux et des polymères. L’une sert de matrice, tandis que l’autre de renfort et de support, les composites offrent une propriété très intéressante pour résister efficacement à toutes les épreuves. Compte tenu de cette grande polyvalence et flexibilité, les matériaux composites sont largement appropriés pour une grande variété d’applications.
En outre, il y a des matériaux spécialisés qui sont populaires dans ce secteur. Pour répondre correctement aux besoins des professionnels et des industriels, l’impression 3D prend aussi en charge des matériaux comme le PEEK et l’ULTEM. Ce sont des polymères avec des caractéristiques innovantes, qui assurent davantage de performance, de résistance, de rigidité ou encore de stabilité thermique. En ce sens, ces derniers sont très prisés dans les applications exigeantes dans des divers secteurs industriels.
Innovations et matériaux émergents
Enfin, les matériaux utilisés dans l’univers de l’impression 3D ne cessent de connaitre des innovations importantes, notamment avec l’exploitation des résines avancées ou encore des bio-matériaux. Les résines avancées ou les résines techniques sont des matériaux polymères, qui possèdent des caractéristiques avancées, et idéalement adaptées pour des applications industrielles. Elles se déclinent en différentes catégories, dont les résines de bijouteries, les résines dentaires ou encore les résines d’ingénierie.
En ce qui concerne les bio-matériaux, ce sont des matériaux biosourcés et biodégradables, qui offrent des perspectives écologiques et durables. Leur plus grand avantage est bien sûr cette propriété renouvelable, qui contribue à réduire l’empreinte carbone. Les bio-matériaux sont utilisés dans de nombreux secteurs. Dans le domaine de la santé, ils peuvent comporter des cellules vivantes, comme les vaisseaux sanguins ou encore les tissus de la peau. Mais leur composition varie selon les besoins. Dans certains cas, ils sont produits à base de plantes, des matériaux recyclés, etc. Convertis en filaments, les bio-matériaux permettent de donner une deuxième vie aux polymères.
Choisir le bon matériau
Le choix d’un bon matériau pour l’impression 3D dépend de plusieurs facteurs, des besoins spécifiques, des attentes et des exigences des utilisateurs. Le type de projet à réaliser, la quantité ou encore la résistance à l’usure influencent considérablement cette décision. En outre, il y a les coûts, la stabilité, ou encore la biocompatibilité, qui sont des critères importants dans la fabrication additive. Le PLA par exemple est moins cher, tandis que l’ABS est plus résistant à la chaleur.
Chaque type de matériau mentionné plus haut possède des caractéristiques et des propriétés différentes, qui conviennent pour des utilisations spécifiques. Il y a toujours des avantages et des inconvénients à prendre en compte. Certains matériaux sont relativement faciles à travailler, et permettent de réaliser des objets avec des rendus soignés et précis. D’autres se démarquent avec une propriété plus solide et résistante afin de garantir la fiabilité des pièces lors de leur utilisation ultérieure.
Conclusion
Pour conclure, les matériaux utilisés pour l’impression 3D sont maintenant très variés. La fabrication additive est un secteur qui ne cesse d’évoluer, que ce soit en termes d’équipements, de matières, ou encore d’applications. C’est une technologie qui touche de nombreux secteurs, tels que l’ingénierie, la santé, l’éducation, l’automobile, l’aviation, l’aérospatiale, et plus encore. Compte tenu de cette utilisation très large et répandue, le choix sur les matériaux disponibles est également plus riche et flexible. Outre les avantages économiques et écologiques, la perspective du futur de l’impression 3D est en train de révolutionner considérablement le développement durable dans le domaine de toute fabrication.