Qu’est-ce qui peut être imprimé en 3D et quels matériaux peuvent être utilisés à cette fin pour que l’élément fini réponde aux exigences des applications industrielles ? Voici un petit guide des filaments qui peuvent remplacer avec succès les matières utilisées quotidiennement dans la production en utilisant des méthodes de fabrication conventionnelles.
De plus en plus de gens parlent de l’impression en 3D. Elle est utilisée entre autres dans les secteurs de l’automobile, de l’aviation, de l’électroménager, de la pétrochimie et de la médecine. La qualité de l’impression finale dépend de l’imprimante et de la matière que l’entreprise utilisera dans le processus de production. Alors que sur le vaste marché des machines d’impression, nous pouvons trouver celles dédiées à l’industrie – ce sont des imprimantes professionnelles, dans le cadre desquelles la société se voit fournir également l’assistance d’une équipe spécialisée, le conseil et les formations – la gamme de filaments reste toujours un mystère pour de nombreux entrepreneurs.
Comment déchiffrer les noms des différents matériaux et à quoi les utiliser ?
Le polyétherimide (PEI) est ininflammable et a une grande résistance mécanique et thermique. C’est pourquoi il convient partout où une grande résistance à la chaleur et aux substances chimiques est nécessaire, donc entre autres dans l’industrie aéronautique, automobile, électronique et médicale.
– Il convient de rappeler que ce matériau nécessite des conditions particulières lors de l’impression et une température minimale de 180 degrés Celsius dans la chambre d’impression. Ces conditions sont satisfaites par les imprimantes industrielles professionnelles. Les fabricants d’équipements peuvent également aider à préparer ce matériau pour le processus d’impression. Les connaissances et l’expérience des experts sont inestimables lorsqu’il s’agit d’imprimer des matériaux à haute résistance, souvent utilisés dans des conceptions et des applications responsables. – dit Remigiusz Synowiec, chef de produit chez 3DGence.
Les types de polyétherimide les plus courants sur le marché sont les matériaux distribués par l’entreprise SABIC sous les noms commerciaux ULTEM™, disponibles à la fois sous forme de résines et de filaments d’impression 3D prêts à l’emploi. ULTEM™ remplace de plus en plus souvent le métal et les matières plastiques thermodurcissables. Il est utilisé avant tout dans la fabrication de systèmes électriques et d’éclairage, par exemple pour les phares, les éléments d’allumage et les moteurs, les interrupteurs électriques, les cadres et les douilles d’ampoules. Il est également utilisé dans l’industrie médicale pour la production de dispositifs médicaux jetables et réutilisables ou de boîtiers de sondes et de moniteurs.
Le polymère semi-cristallin de la famille des polyaryléthercétones, à savoir le PEEK, se caractérise par une grande résistance aux températures élevées, de sorte qu’il peut être utilisé là où la température de travail atteint jusqu’à 240 degrés Celsius. Il est durable et insensible à de nombreux réactifs chimiques. La limite d’élasticité de ce matériau peut atteindre des valeurs proches de la limite d’élasticité de l’aluminium. C’est un matériau qui nécessite des températures appropriées dans le processus d’impression – pour obtenir la meilleure qualité d’impression, il est nécessaire de prévoir environ 360 – 400 degrés Celsius sur la tête d’impression et environ 60 degrés Celsius dans la chambre d’impression.
Récemment, l’industrie médicale s’est vivement intéressée à ce matériau. Dans ce secteur, le PEEK peut être utilisé, par exemple, dans la fabrication d’instruments dentaires, d’endoscopes ou de dialyseurs. De plus, les propriétés de ce filament sont largement utilisées par les entreprises de l’industrie automobile ou aéronautique. Le PEEK peut être utilisé, par exemple, pour produire des éléments tels que des roulements, des pièces de piston, des pompes, des valves ou des éléments d’isolation – explique Karol Kula, directeur des ventes chez 3DGence.
Depuis un certain temps, dans l’industrie aéronautique, le PEEK remplace les composants métalliques de certaines parties de l’avion, entre autres du moteur. Utilisé dans les éléments de construction extérieurs, il offre une excellente résistance à la corrosion causée par l’humidité. Il est également utilisé pour la production de gaines enroulées pour la protection des câbles et des fibres optiques dans les installations électriques des avions.
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Le PEKK est très similaire au PEEK, mais il a entre autres une température de transition vitreuse plus élevée et un taux de cristallisation plus faible, ce qui permet de contrôler plus facilement le processus d’impression en 3D. Ce filament se caractérise par une rigidité, une durabilité et une résistance à l’usure élevées et peut donc remplacer des éléments normalement faits en acier ou en d’autres alliages métalliques dans certaines applications. Il est largement utilisé dans l’industrie automobile et chimique pour la fabrication des composants structurels, y compris des engrenages, des douilles, des roulements, des arbres, des joints de soupapes à bille. En raison de sa résistance exceptionnelle à la chaleur, le PEKK convient à la stérilisation, ce qui le rend adapté à l’usage médical et au contact avec les aliments. Il est donc également utilisé pour la production d’instruments dentaires, d’implants médicaux et d’ustensiles de cuisine.
– Les pièces imprimées du PEKK sont utilisées, entre autres, par Brzeska Fabryka Pomp i Armatury MEPROZET Sp. z o.o., qui produit des éléments pour le séparateur d’huile à bande à partir de ce matériau. C’est un dispositif permettant d’éliminer l’huile accumulée dans le liquide de refroidissement. Dans ce cas, le PEKK est un substitut aux composants en acier AISI 316 et permet de réduire l’usure de la bande transporteuse, car la pièce imprimée est chimiquement résistante à la plupart des types de liquides de refroidissement et d’huiles – explique Mikołaj Skorupa, ingénieur d’application en impression 3D chez 3DGence.
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Matériaux renforcés par des fibres de carbone ou de verre. Ce sont des matériaux couramment utilisés dans le processus de moulage par injection dans l’industrie. Les modèles imprimés à partir d’eux ont une surface mate et se caractérisent par une résistance à la chaleur, une dureté et une durabilité accrues. Il est intéressant de noter que ce filament peut également être utilisé dans le processus d’impression 3D des imprimantes de bureau.
Dans de nombreuses applications, les imprimés en PA-CF et PA-GF remplacent avec succès les éléments métalliques. Ils sont principalement utilisés dans l’industrie aéronautique, qui produit des pièces d’avion sans pilote. Ils seront également appréciés comme matériau pour la fabrication d’outillage de production.
Le choix du bon filament est l’un des facteurs garantissant des impressions de haute qualité, qui peuvent être utilisées dans le processus de production ou dans les produits finis. L’offre disponible sur le marché est déjà riche et en constante expansion. Il est peu probable que cette tendance change au cours des prochaines années. Il vaut donc la peine d’explorer les possibilités offertes à l’industrie par la technologie d’impression en 3D et les matériaux bien sélectionnés.
Si vous ne savez pas quels filaments seront appropriés pour votre projet, vous pouvez le consulter avec nos experts : cs@3dgence. com
