Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi la technologie d’impression 3D gagne en force et remplace les anciennes technologies de fabrication traditionnelles ?
Si vous essayez d’énumérer les raisons pour lesquelles cette transformation se produit, la liste commencera très certainement par la personnalisation. Les gens recherchent la personnalisation. Ils sont moins intéressés par la normalisation.
Et c’est grâce à ce changement de comportement des gens et à la capacité de la technologie d’impression 3D à satisfaire le besoin de personnalisation des gens, par la personnalisation, qu’elle est capable de remplacer les technologies de fabrication traditionnellement basées sur la standardisation.
La flexibilité est un facteur caché derrière la recherche de personnalisation des gens. Et le fait qu’il existe sur le marché du matériel d’impression 3D flexible permettant aux utilisateurs de développer des pièces de plus en plus flexibles et des prototypes fonctionnels est une source de pur bonheur pour certains utilisateurs.
La mode imprimée en 3D et les bras prothétiques imprimés en 3D sont un exemple d'applications dans lesquelles la flexibilité de l'impression 3D doit être appréciée.
L’impression 3D en caoutchouc est un domaine qui fait encore l’objet de recherches et qui reste encore à développer. Mais pour l’instant, nous ne disposons pas de technologie d’impression 3D sur caoutchouc, et jusqu’à ce que le caoutchouc devienne complètement imprimable, nous devrons nous débrouiller avec des alternatives.
Et selon les recherches, les alternatives les plus proches au caoutchouc sont appelées élastomères thermoplastiques. Il existe quatre types différents de matériaux flexibles que nous allons examiner en profondeur dans cet article.
Ces matériaux d'impression 3D flexibles sont appelés TPU, TPC, TPA et Soft PLA. Nous commencerons par vous donner un aperçu des matériaux d’impression 3D flexibles en général.
Quel est le filament le plus flexible ?
Choisir des filaments flexibles pour votre prochain projet d'impression 3D vous ouvrira un monde de possibilités différentes pour vos impressions.
Non seulement vous pouvez imprimer une gamme d'objets différents avec votre filament flexible, mais aussi si vous disposez d'une extrudeuse double ou multi-têtes contenant une imprimante, vous pouvez imprimer des choses assez étonnantes en utilisant ce matériau.
Les pièces et prototypes fonctionnels tels que des tongs sur mesure, des rotules anti-stress ou simplement des amortisseurs de vibrations peuvent être imprimés à l'aide de votre imprimante.
Si vous êtes déterminé à intégrer le filament Flexi à l'impression de vos objets, vous réussirez sûrement à rapprocher votre imagination de la réalité.
Avec autant d’options disponibles aujourd’hui dans ce domaine, il serait difficile d’imaginer le temps déjà révolu dans le domaine de l’impression 3D sans ce matériau d’impression.
Pour les utilisateurs, imprimer avec des filaments flexibles, à l’époque, était un véritable casse-tête. La douleur était due à de nombreux facteurs qui s’articulaient autour d’un fait commun : ces matériaux sont très mous.
La douceur du matériau d'impression 3D flexible rendait risqué leur impression avec n'importe quelle imprimante, mais il fallait plutôt quelque chose de vraiment fiable.
La plupart des imprimantes de l'époque étaient confrontées au problème de l'effet de poussée de corde, donc chaque fois que vous poussiez quelque chose à ce moment-là sans aucune rigidité à travers une buse, il se courbait, se tordait et luttait contre lui.
Tous ceux qui savent verser du fil dans une aiguille pour coudre tout type de tissu peuvent s'identifier à ce phénomène.
Outre le problème de l’effet de poussée, fabriquer des filaments plus souples comme le TPE était une tâche très herculéenne, surtout avec de bonnes tolérances.
Si vous envisagez une mauvaise tolérance et commencez la fabrication, il est possible que le filament que vous avez fabriqué doive subir un mauvais processus de détail, de bourrage et d'extrusion.
Mais les choses ont changé, il existe aujourd'hui toute une gamme de filaments souples, certains d'entre eux ayant même des propriétés élastiques et différents niveaux de douceur. Le PLA souple, le TPU et le TPE en sont quelques exemples.
Dureté Shore
Il s’agit d’un critère courant que vous pourriez voir chez les fabricants de filaments mentionnant à côté du nom de leur matériau d’impression 3D.
La dureté Shore est définie comme la mesure de la résistance de chaque matériau à l'indentation.
Cette échelle a été inventée dans le passé, alors que les gens n'avaient aucune référence lorsqu'ils parlaient de la dureté d'un matériau.
Ainsi, avant que la dureté Shore ne soit inventée, les gens devaient utiliser leurs expériences pour expliquer la dureté de tout matériau sur lequel ils avaient expérimenté, plutôt que de mentionner un chiffre.
Cette échelle devient un facteur important lors de la réflexion sur le matériau de moule à choisir pour la fabrication d'une pièce d'un prototype fonctionnel.
Ainsi par exemple, lorsque vous souhaitez choisir entre deux caoutchoucs pour réaliser un moule de ballerine debout en plâtre, la dureté Shore vous indiquera d'en avoir. Un caoutchouc de dureté courte 70 A est moins utile qu'un caoutchouc de dureté Shore de 30 A.
Généralement, lorsque vous travaillez avec des filaments, vous saurez que la dureté Shore recommandée d'un matériau flexible varie de 100 A à 75 A.
Bien évidemment, le matériau d’impression 3D flexible ayant une dureté Shore de 100A serait plus dur que celui ayant une dureté de 75A.
Que faut-il considérer lors de l’achat d’un filament flexible ?
Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un filament, pas seulement des filaments flexibles.
Vous devez partir d'un point central qui est le plus important pour vous, quelque chose comme la qualité du matériau qui se traduira par une belle partie d'un prototype fonctionnel.
Ensuite, vous devez penser à la fiabilité de la chaîne d'approvisionnement, c'est-à-dire que le matériau que vous utilisez une fois pour l'impression 3D doit être disponible en permanence, sinon vous finirez par utiliser n'importe quelle extrémité limitée du matériau d'impression 3D.
Après avoir réfléchi à ces facteurs, vous devriez penser à une élasticité élevée et à une grande variété de couleurs. En effet, tous les matériaux d'impression 3D flexibles ne sont pas disponibles dans la couleur dans laquelle vous souhaitez l'acheter.
Après avoir pris en compte tous ces facteurs, vous pouvez prendre en compte le service client et les prix de l'entreprise par rapport aux autres entreprises du marché.
Nous allons maintenant lister quelques matériaux que vous pouvez choisir pour imprimer une pièce flexible ou un prototype fonctionnel.
Liste des matériaux d'impression 3D flexibles
Tous les matériaux mentionnés ci-dessous ont certaines caractéristiques de base, comme s’ils sont tous de nature flexible et douce. Les matériaux présentent une excellente résistance à la fatigue et de bonnes propriétés électriques.
Ils ont un amortissement des vibrations et une résistance aux chocs extraordinaires. Ces matériaux résistent aux produits chimiques et aux intempéries, ils ont une bonne résistance à la déchirure et à l’abrasion.
Tous sont recyclables et ont une bonne capacité d’absorption des chocs.
Conditions préalables à l'impression avec des matériaux d'impression 3D flexibles
Il existe certaines normes sur lesquelles configurer votre imprimante avant d'imprimer avec ces matériaux.
La plage de température de l'extrudeuse de votre imprimante doit être comprise entre 210 et 260 degrés Celsius, tandis que la plage de température du lit doit aller de la température ambiante à 110 degrés Celsius en fonction de la température de transition vitreuse du matériau que vous souhaitez imprimer.
La vitesse d'impression recommandée lors de l'impression avec des matériaux flexibles peut aller de cinq millimètres par seconde à trente millimètres par seconde.
Le système d'extrudeuse de votre imprimante 3D doit être à entraînement direct et il est recommandé de disposer d'un ventilateur de refroidissement pour un post-traitement plus rapide des pièces et des prototypes fonctionnels que vous fabriquez.
Défis lors de l'impression avec ces matériaux
Bien sûr, vous devez prendre en compte certains points avant d'imprimer avec ces matériaux, en fonction des difficultés rencontrées précédemment par les utilisateurs.
-Les élastomères thermoplastiques sont connus pour être mal manipulés par les extrudeuses de l'imprimante.
-Ils absorbent l'humidité, alors attendez-vous à ce que votre impression apparaisse en taille si le filament n'est pas stocké correctement.
-Les élastomères thermoplastiques sont sensibles aux mouvements rapides et peuvent donc se déformer lorsqu'ils sont poussés à travers l'extrudeuse.
TPU
TPU signifie polyuréthane thermoplastique. Il est très populaire sur le marché, donc lors de l'achat de filaments flexibles, il y a de fortes chances que ce matériau soit celui que vous rencontrerez souvent par rapport à d'autres filaments.
Il est célèbre sur le marché pour présenter une plus grande rigidité et permettre une extrusion plus facile que les autres filaments.
Ce matériau a une résistance décente et une grande durabilité. Il possède une plage d'élasticité élevée, de l'ordre de 600 à 700 pour cent.
La dureté Shore de ce matériau varie de 60 A à 55 D. Il présente une excellente imprimabilité et est semi-transparent.
Sa résistance chimique aux graisses naturelles et aux huiles le rend plus adapté à une utilisation avec les imprimantes 3D. Ce matériau présente une haute résistance à l’abrasion.
Il est recommandé de maintenir la température de votre imprimante entre 210 et 230 degrés Celsius et celle du lit entre une température non chauffée et 60 degrés Celsius lors de l'impression avec du TPU.
La vitesse d'impression, comme mentionné ci-dessus, doit être comprise entre cinq et trente millimètres par seconde, tandis que pour l'adhésion au lit, il est conseillé d'utiliser un Kapton ou du ruban adhésif pour peintre.
L'extrudeuse doit être à entraînement direct et le ventilateur de refroidissement n'est pas recommandé au moins pour les premières couches de cette imprimante.
PTC
Ils signifient copolyester thermoplastique. Chimiquement, ce sont des polyéther esters qui ont une séquence alternée de longueurs aléatoires de glycols à chaîne longue ou courte.
Les segments durs de cette partie sont des unités esters à chaîne courte, tandis que les segments mous sont généralement des polyéthers aliphatiques et des polyesters glycols.
Étant donné que ce matériau d’impression 3D flexible est considéré comme un matériau de qualité technique, ce n’est pas quelque chose que l’on voit aussi souvent que le TPU.
Le TPC a une faible densité avec une plage élastique de 300 à 350 pour cent. Sa dureté Shore varie de 40 à 72 D.
Le TPC présente une bonne résistance aux produits chimiques et une haute résistance avec une bonne stabilité thermique et une bonne résistance à la température.
Lors de l'impression avec TPC, il est conseillé de maintenir votre température entre 220 et 260 degrés Celsius, la température du lit entre 90 et 110 degrés Celsius et la plage de vitesse d'impression identique à celle du TPU.
TPA
Le copolymère chimique de TPE et de nylon appelé polyamide thermoplastique est une combinaison de texture lisse et brillante provenant du nylon et de la flexibilité qui est une aubaine du TPE.
Il présente une flexibilité et une élasticité élevées comprises entre 370 et 497 pour cent, avec une dureté Shore comprise entre 75 et 63 A.
Il est exceptionnellement durable et présente une imprimabilité au même niveau que le TPC. Il présente une bonne résistance à la chaleur ainsi qu’une bonne adhérence des couches.
La température de l'extrudeuse de l'imprimante lors de l'impression de ce matériau doit être comprise entre 220 et 230 degrés Celsius, tandis que la température du lit doit être comprise entre 30 et 60 degrés Celsius.
La vitesse d'impression de votre imprimante peut être la même que celle recommandée lors de l'impression de TPU et TPC.
L'adhérence du lit de l'imprimante doit être basée sur du PVA et le système d'extrudeuse peut être à entraînement direct ainsi que Bowden.
Heure de publication : 10 juillet 2023