Le blog complet sur l'impression 3D : Conseils, Guides et informations pratiques

Le guide où vous trouverez tous les types de matériaux existants pour l'impression 3D FDM.

 

Avantages, inconvénients et utilisations de chacun des différents matériaux pour vous aider dans votre choix et définition de votre besoin.

Dans le monde de l'impression FDM, le choix du matériau est essentiel pour assurer la réussite de vos projets. Que vous soyez un professionnel à la recherche de la meilleure résistance mécanique pour des prototypes techniques ou un particulier souhaitant imprimer des pièces décoratives, chaque type de filament possède des caractéristiques uniques.

 

Ce guide présente un panorama complet des matériaux les plus utilisés en impression 3D FDM, classés par usage et spécificité.

 

Découvrez les avantages de chaque matériau, de la simplicité d'impression du PLA à la robustesse du PEEK, en passant par les filaments flexibles, les matériaux résistants aux environnements extrêmes et matériaux composites.

 

Notre article sera donc organisé en différentes parties représentatives des attributs des différents matériaux :

 

1. Matériaux standards
2. Matériaux résistants aux conditions extrêmes
3. Matériaux Flexibles
4. Matériaux solubles et spéciaux
5. Matériaux Techniques
6. Matériaux composites

 

 

 

Matériaux standards

 

    PLA

 

Le PLA ou encore PolyLactic Acid est un matériaux biodégradable et le plus facile à imprimer. Excellent matériaux pour débuter.

 

• Température d'impression : 180-220°C
• Résistance à la traction : 50-70 MPa
• Résistance thermique : 60°C (Attention, derrière une vitre au soleil le PLA se déforme)

 

 

• Propriétés : Biodégradable, biosourcé, facile à imprimer, faible rétractation. Il y a un très grand nombre de couleurs possibles et d'effets (comme la phosphorescence par exemple)

 

• Utilisation : Idéal pour des pièces de prévisualisation, des prototypes non fonctionnels et des objets décoratifs sans objectif de tenue dans le temps et de température.

 

    PCTg

 

Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate Glycol, Résistant aux impacts et à la chaleur.

 

• Température d'impression : 230-250°C
• Résistance à la traction : 45-65 MPa
• Résistance thermique : 70-85°C

 

 

• Propriétés : Plus résistant aux chocs que le PETG, excellente transparence.

 

• Utilisation : Parfait pour des pièces nécessitant durabilité et transparence, comme des protections ou des boîtiers. Attention les matières transparentes ont tendance à jaunir dans le temps et sous le soleil.

    PETg

 

PolyEthylene Terephthalate glycol-modifié, bon compromis entre flexibilité et résistance.

 

• Température d'impression : 230-250°C
• Résistance à la traction : 50-70 MPa
• Résistance thermique : 70-80°C

 

 

• Propriétés : Haute résistance aux chocs, bonne stabilité dimensionnelle.

 

• Utilisation : Employé pour des pièces fonctionnelles et techniques, y compris des contenants alimentaires.

    PET

 

Polyéthylène Téréphtalate, Matériau transparent et résistant à l'humidité. Il existe des versions colorées.

 

• Température d'impression : 230-260°C
• Résistance à la traction : 50-60 MPa
• Résistance thermique : 80-90°C

 

 

• Propriétés : Solide et résistant à l'humidité.

 

• Utilisation : Utilisé pour des pièces nécessitant résistance mécanique et stabilité chimique.

 

    CPE

 

Co-Polyester, résistant aux produits chimiques.

• Température d'impression : 240-260°C
• Résistance à la traction : 55-70 MPa
• Résistance thermique : 70-80°C

 

 

• Propriétés : Résistant aux produits chimiques et flexible.

 

• Utilisation : Idéal pour des applications techniques en environnement chimique.

 

 

 

    PETP

 

Polyéthylène téréphtalate, version standard du PET.

 

• Température d'impression : 240-260°C
• Résistance à la traction : 55-70 MPa
• Résistance thermique : 80-110°C

 

 

• Propriétés : Résistant à l'humidité, faible friction, bon isolant électrique.

 

• Utilisation : Applications mécaniques nécessitant des matériaux à faible friction et des performances élevées, comme des roulements, engrenages, pièces d'usure.

 

 

 

 

Matériaux résistants aux conditions "extrêmes"

 

 

 

    ASA

 

Acrylonitrile Styrène Acrylate, Résistant aux UV, idéal pour les pièces extérieures.

 

Tech3D Impressions vous recommande ce matériau qui présente un bon rapport qualité/prix.

• Température d'impression : 240-260°C
• Résistance à la traction : 40-45 MPa
• Résistance thermique : 95°C

 

 

• Propriétés : Haute résistance aux UV et aux intempéries, similaire et dérivé de l'ABS et reprends une bonne partie de ses propriétés.

 

• Utilisation : Pièces extérieures comme des boîtiers, des panneaux, des crochets, petites pièces automobiles.

 

 

    ABS

 

Résistant aux chocs et à la chaleur, mais nécessite une impression en environnement contrôlé.

 

• Température d'impression : 220-250°C
• Résistance à la traction : 40-50 MPa
• Résistance thermique : 85-100°C

 

 

• Propriétés : Résistant aux chocs, solide et légèrement flexible.

 

• Utilisation : Parfait pour des pièces fonctionnelles, des boîtiers électroniques et des prototypes solides.

    PC-ABS

 

Mélange de polycarbonate et ABS, combinant la rigidité et la résistance aux impacts.

 

• Température d'impression : 240-270°C
• Résistance à la traction : 40-60 MPa
• Résistance thermique : 100-110°C

 

 

• Propriétés : Combine la robustesse et la résistance aux chocs de l'ABS avec la solidité et la résistance thermique du PC.

 

• Utilisation : Applications nécessitant à la fois une haute résistance mécanique et thermique, comme des boîtiers électroniques, outils et équipements industriels.

    PC-PBT

 

Mélange de polycarbonate et polyester pour une résistance mécanique et chimique.

 

• Température d'impression : 240-260°C
• Résistance à la traction : 50-70 MPa
• Résistance thermique : 110-130°C

 

 

• Propriétés : Mélange de PC et PBT offrant une excellente résistance aux chocs, bonne stabilité chimique, et durabilité dans des environnements humides.

 

• Utilisation : Pièces automobiles, boîtiers pour appareils électroniques, et autres pièces soumises à des conditions difficiles.

    PC

 

Polycarbonate, ultra-résistant à la chaleur et aux chocs.

 

• Température d'impression : 260-300°C
• Résistance à la traction : 70-80 MPa
• Résistance thermique : Jusqu'à 120°C

 

 

• Propriétés : Très résistant aux chocs et à la chaleur.

 

• Utilisation : Employé pour des pièces mécaniques comme des engrenages, boîtiers et composants soumis à des conditions extrêmes.

    PEEK

 

Matériau hautes performances, résistant à des températures extrêmes et aux produits chimiques. Très couteux.

 

• Température d'impression : 350-400°C
• Résistance à la traction : 90-100 MPa
• Résistance thermique : Jusqu'à 260°C

 

 

• Propriétés : Résistance chimique et mécanique exceptionnelle, résistant aux hautes températures.

 

• Utilisation : Applications industrielles de pointe, aéronautique, médical, pièces structurelles sous forte contrainte.

    PEKK

 

Alternative au PEEK, également résistant aux températures très élevées. Très couteux.

• Température d'impression : 340-400°C
• Résistance à la traction : 90-110 MPa
• Résistance thermique : 250-300°C

 

 

• Propriétés : Exceptionnelle résistance chimique et mécanique, résiste à des températures très élevées, ignifuge.

 

• Utilisation : Utilisé dans des applications extrêmes comme l'aérospatial, les pièces médicales, et l'automobile de haute performance.

    PEI ULTEM

 

Matériau très résistant, utilisé dans l'aérospatiale. Très couteux.

 

• Température d'impression : 340-380°C
• Résistance à la traction : 100-110 MPa
• Résistance thermique : Jusqu'à 217°C

 

 

• Propriétés : Grande résistance à la chaleur, aux produits chimiques, et à la traction, matériau ignifuge.

 

• Utilisation : Secteurs nécessitant des matériaux très techniques comme l'aérospatial, l'automobile, et des équipements électroniques.

    TPI Extrem

 

Matériau hautement performant, pour des applications spécifiques en conditions extrêmes. Très couteux.

 

• Température d'impression : 360-400°C
• Résistance à la traction : 90-110 MPa
• Résistance thermique : Jusqu'à 300°C

 

 

• Propriétés : Résistance thermique et chimique extrêmement élevée, matériau ignifuge.

 

• Utilisation : Employé dans des environnements très exigeants tels que l'aéronautique, l'électronique, et des pièces structurelles haute performance nécessitant une grande stabilité thermique.

 

 

 

 

 

Matériaux flexibles

 

 

 

    TPU

 

Thermoplastic Polyurethane, flexible et résistant à l'usure.

 

• Température d'impression : 200-240°C
• Élasticité : 300-500% d'allongement avant rupture (dans le sens du fil d'impression, vérifiez votre orientation de la pièce pour éviter les décollements de couches.)
• Résistance à la traction : 25-30 MPa

 

• Propriétés : Flexible, haute résistance à l'usure.

 

• Utilisation : Pièces souples comme des joints, des semelles ou des objets amortissant.

 

La dureté ShoreA sera votre variable d'ajustement majoritaire selon l'application. 

Plus la valeur est grande, moins la matière sera souple. En général, les étanchéités statiques et dynamiques en PU / TPU se font avec une dureté entre 70 et 90 shA (shoreA). La grande majorité des filaments grands publics se situent autour des 95shA.

 

    TPE

 

Élastomère thermoplastique, très flexible, similaire au caoutchouc.

 

• Température d'impression : 210-240°C
• Résistance à la traction : 7-20 MPa
• Résistance thermique : 70-120°C

 

 

• Propriétés : Très flexible et élastique, bonne résistance à l'abrasion et aux chocs, résistant aux huiles et aux solvants.

 

• Utilisation : Pièces souples comme des joints, des poignées, des amortisseurs, et des composants nécessitant une flexibilité élevée.

    TPC

 

Thermoplastic Copolyester, plus résistant que le TPU, idéal pour les pièces souples sous tension.

 

• Température d'impression : 220-260°C
• Résistance à la traction : 30-50 MPa
• Résistance thermique : 140-165°C

 

 

• Propriétés : Résistant aux produits chimiques, à la chaleur et à l'humidité, très flexible et durable, élastomère avec une bonne mémoire de forme.

 

• Utilisation : Utilisé pour des pièces fonctionnelles soumises à des mouvements répétés ou dans des environnements difficiles, comme des pièces automobiles, des composants électroniques et des tuyaux.

 

 

 

 

Matériaux solubles et spéciaux

 

 

 

    SBC

 

Styrene Butadiene Copolymer, transparent et flexible.

• Température d'impression : 180-240°C
• Résistance à la traction : 5-20 MPa
• Résistance thermique : 70-100°C

 

 

• Propriétés : Flexible, transparent, bonne résistance aux chocs et aux déformations, souvent utilisé comme alternative au caoutchouc.

 

• Utilisation : Emballages, composants médicaux, jouets, et autres objets nécessitant une certaine flexibilité et transparence.

 

 

 

    HIPS

 

Polystyrène haute résistance, utilisé pour les supports solubles avec l'ABS.

 

• Température d'impression : 220-240°C
• Résistance à la traction : 25-35 MPa
• Résistance thermique : 70-100°C

 

 

• Propriétés : Soluble dans le D-Limonène, souvent utilisé comme matériau de support pour l'ABS, bonne résistance aux chocs.

 

• Utilisation : Pièces structurelles, supports solubles pour des impressions complexes en ABS ou d'autres matériaux.

    PVA/BVOH

 

Les Polyvinyl Alcohol / Butenediol Vinyl Alcohol Copolymer sont des matériaux solubles dans l'eau, utilisés principalement pour les supports.

 

• Température d'impression : 190-210°C
• Résistance à la traction : 10-25 MPa
• Résistance thermique : 50-70°C

 

 

• Propriétés : Matériaux solubles dans l'eau, souvent utilisés pour créer des supports lors d'impressions complexes, biodégradables, non toxiques.

 

• Utilisation : Supports solubles pour des impressions multi-matériaux, idéal pour des géométries complexes en combinaison avec PLA ou ABS.

    PVB

 

PolyVinyl Butyral, utilisé pour obtenir des finitions lisses avec un aspect vitreux.

• Température d'impression : 190-220°C
• Résistance à la traction : 30-40 MPa
• Résistance thermique : 50-70°C

 

 

• Propriétés : Facile à lisser avec de l'alcool isopropylique, excellente transparence et finition lisse, flexible mais durable.

 

• Utilisation : Impressions nécessitant un rendu lisse et transparent, comme des pièces d'exposition, des maquettes architecturales, ou des objets artistiques.

 

 

    SimuBone

 

Imitation d'os pour des applications médicales spécifiques.

 

• Température d'impression : 230-260°C
• Résistance à la traction : 50-60 MPa
• Résistance thermique : 100-120°C

 

 

• Propriétés : Imite les propriétés mécaniques et physiques de l'os humain, biocompatible, utilisé principalement à des fins médicales.

 

• Utilisation : Prototypage et simulation de procédures médicales, formation chirurgicale, modèles d'os pour la planification préopératoire.

 

 

 

 

Matériaux techniques

 

 

 

    PLApro ou PLA+

 

Version améliorée du PLA, plus résistant mais reste sensible à la chaleur.

    PA (Nylon)

 

Polyamide, haute résistance mécanique, chimique et thermique.

 

• Température d'impression : 240-270°C
• Résistance à la traction : 70-80 MPa
• Résistance thermique : 100-120°C

 

 

• Propriétés : Résistance à l'usure, aux huiles et hydrocarbures. Bonne stabilité et absorption des chocs.

 

• Utilisation : Convient pour des pièces techniques, des engrenages, des charnières et des prototypes fonctionnels. Souvent utilisé par Tech3D Impressions en format composite avec fibres de verre pour l'automobile et l'industrie mécanique.

.

    PP

 

Le Polypropylène a une bonne résistance chimique et une masse volumétrique plus faible que l'eau. Utilisé dans des applications industrielles.

 

• Température d'impression : 220-250°C
• Résistance à la traction : 30-40 MPa
• Résistance thermique : 100-130°C

 

 

• Propriétés : Très résistant aux produits chimiques et à la fatigue, flexible, bon isolant électrique, faible densité.

 

• Utilisation : Contenants de produits chimiques, emballages alimentaires, pièces automobiles, et composants nécessitant une résistance chimique élevée.

    PVDF

 

Fluoropolymère, résistant aux produits chimiques et aux hautes températures.

 

• Température d'impression : 230-260°C
• Résistance à la traction : 40-50 MPa
• Résistance thermique : 150-170°C

 

 

• Propriétés : Très résistant aux produits chimiques, à la chaleur, et à l'usure, possède d'excellentes propriétés diélectriques.

 

• Utilisation : Secteurs chimiques, pétrochimiques, et électriques, utilisé pour des tuyauteries, des pièces de réservoirs et des composants électriques résistants à des environnements corrosifs.

 

    PEHD

 

Polyéthylène haute densité, utilisé pour les pièces résistantes à l'abrasion.

• Température d'impression : 220-260°C
• Résistance à la traction : 20-40 MPa
• Résistance thermique : 120-130°C

 

 

• Propriétés : Très résistant aux chocs, à l'humidité et aux produits chimiques. Léger, flexible, et offre une faible friction.

 

• Utilisation : Emballages, pièces automobiles, conduites de fluide, réservoirs et pièces nécessitant une haute résistance chimique et mécanique.

 

    PMMA

 

Polyméthacrylate de méthyle, aussi connu sous le nom de Plexiglas, résistant et transparent.

• Température d'impression : 220-240°C
• Résistance à la traction : 50-70 MPa
• Résistance thermique : 85-105°C

 

 

• Propriétés : Transparent, rigide, bonne résistance aux intempéries, et haute clarté optique.

 

• Utilisation : Fenêtres transparentes, panneaux d'affichage, objets décoratifs, et prototypes nécessitant de la transparence et une belle finition.

 

    PPA

 

Polyphthalamide, résistant à la chaleur et aux produits chimiques.

• Température d'impression : 270-300°C
• Résistance à la traction : 100-150 MPa
• Résistance thermique : 280-300°C

 

 

• Propriétés : Haute résistance thermique et chimique, excellent comportement mécanique à des températures élevées.

 

• Utilisation : Pièces structurelles automobiles, composants électroniques et électriques, et applications nécessitant une haute résistance à la chaleur et aux produits chimiques.

    PES

 

Polyéthersulfone, résistant à la chaleur.

• Température d'impression : 320-350°C
• Résistance à la traction : 90-100 MPa
• Résistance thermique : 200-220°C

 

 

• Propriétés : Excellente résistance aux températures élevées et aux produits chimiques, rigidité élevée et bonne résistance mécanique.

 

• Utilisation : Composants médicaux, électroniques et aéronautiques, équipements de laboratoire, et pièces devant résister à des conditions extrêmes.

    PPS

 

Polyphénylène sulfure, haute résistance thermique et chimique.

• Température d'impression : 340-360°C
• Résistance à la traction : 80-90 MPa
• Résistance thermique : 160-180°C

 

 

• Propriétés : Haute résistance thermique, bonne stabilité dimensionnelle, très bonne résistance chimique.

 

• Utilisation : Applications médicales et dans l'industrie alimentaire, composants d'appareils électriques et électroniques, et équipements soumis à de fortes températures.

    PSU et PPSU

 

PolySulphone et Polyphénylsulfone, pour des applications sous fortes contraintes mécaniques et chimiques.

 

• Température d'impression : 340-360°C
• Résistance à la traction : 70-80 MPa
• Résistance thermique : 180-200°C

 

 

• Propriétés : Très haute résistance aux produits chimiques, aux températures élevées et à l'impact, meilleure ténacité que le PSU et le PPS.

 

• Utilisation : Matériel médical, composants de filtration, pièces d'avions et de véhicules nécessitant une résistance exceptionnelle à la chaleur et à la corrosion.

 

 

 

 

Matériaux composites

 

 

 

Quand nous parlons de matériaux composites, nous pensons souvent qu'il s'agit des fibres de carbone, de verre et de kevlar seulement. Il en existent aussi d'autres souvent méconnus du grand public. Tech3D impressions vous éclaire sur ce sujet.

 

Confrères imprimeurs : Attention avec les matériaux chargés en fibres, prévoyez des épaisseurs de couches plus importantes afin d'éviter le bourrage des buses en fonction du diamètre utilisé (60% du ∅ buse) et passez sur des buses en acier trempés minimum pour le Kevlar, GF, CF, pierre et métal.

 

 

 

Kevlar

 

Le Kevlar, ou encore Aramide est très connu pour ses applications dans les protections balistiques. Il s'agit d'un polymère synthétique avec une résistance exceptionnelle à la traction (3600 MPa) et plutôt très léger avec une densité de 1,44 g/cm³.

 

Dans le domaine de l'impression 3D, il offre résistance à l'abrasion, aux impacts et confère une légèreté apprécié dans les équipements sportifs. On note aussi son utilisation dans les pièces structurelles soumises à forte contrainte dans l'automobile, l'aérospatial par exemple.

 

On retrouve dans l'impression 3D majoritairement l'ABS et de l'ASA associé au Kevlar. Ces fibres améliorent la stabilité dimensionnelle du produit final.

 

 

 

Fibres de verre (GF)

 

La fibre technique plutôt abordable dans l'impression 3D. Avec quasiment la même résistance à la traction que la fibre d'aramide, elle possède une densité plus importante (2,5 g/cm³) donc plus lourde.

 

Les fibres de verre confèrent résistance mécanique, chimique ainsi que l'isolation thermique et électrique au plastique dans lequel elle sont incluses.

 

Nous retrouvons dans l'impression 3D ces fibres couplées au PA, PP, PETG, ABS, PC etc. dans des proportions variant de 10% à plus de 30% en fonction des propriétés recherchées. Comme pour le kevlar, ces fibres améliorent la stabilité dimensionnelle du produit final car la fibre de verre à un très faible rétrécissement à l'impression.

 

 

 

Fibres de carbone (CF)

 

Les fibres de carbones sont comme les fibres de verre à la différence qu'elles sont plus légères (proche du kevlar) et n'ont pas de propriétés isolantes électriques.

On les retrouvent partout dans tout ce qui appelle à la performance car légèreté, résistance et stabilité dimensionnelle sont les maîtres-mots de ces fibres. Comme pour les fibres de verre, nous les retrouvons a des pourcentage de chargement de 10 à plus de 30% dans des matériaux comme le PLA, PETG, ABS, PA, PET, PC etc. le chargement à 10 ou 15% se retrouve dans la majorité des cas.

 

 

 

Bois

 

Les fibres de bois permettent d'avoir des objets en impression 3D comparable à la couleur et l'odeur du bois.

 

Ces fibres sont souvent utilisées dans le PLA ou autres matériaux biosourcés et sont naturellement utilisées pour faire des objets décoratifs et des maquettes d'art qui sont biodégradables.

Bien qu'exotique, le tarif des filaments composés de fibres de bois n'est pas très excessif. (20 à 40€ /kg)

 

 

 

Métal

 

De la poudre d'Acier inoxydable, cuivre, laiton et bronze voire même du fer magnétique viennent ajouter des propriétés a certains plastiques, en grande majorité le PLA.

 

Les objectifs ici sont surtout lié à la facilité de mise en œuvre de matériau en utilisant une Base plastique PLA tout en ayant le résultat final d'une pièce d'aspect métallique en rapport avec la poudre utilisée.

Les filaments chargés de fer magnétique peuvent être rouillés tandis que ceux à base de laiton, polis et réfléchissants.

 

 

 

Pierre

 

La aussi, l'objectif est esthétique : avoir une finition pierre tout en ayant la facilité de mise en oeuvre du plastique dans lequel les poudres de pierres sont utilisées. Ce plastique, c'est encore le PLA.

 

Le chargement en "pierre" peut aller jusqu'à plus de 50% augmentant le poids des pièces finies leur conférant réalisme et esthétisme.

 

 

 

Liège 

 

Du liège broyé est inclus dans le plastique dans un objectif esthétique, écoresponsable voir même d’atténuation acoustique du fait des propriétés d'isolation phoniques apportées par le liège.

 

Il vaut mieux utiliser des buses de 0,6mm minimum pour pouvoir imprimer correctement ce genre de filaments.

 

 

 

Lin et autres types de charges

 

Le lin est utilisé dans des filaments à base de PLA de production locales et il existe d'autres types de charges comme l'olive ou l'huître sous format broyés. Ici chaque chargements spécifique aura un but bien précis (écoresponsable, biodégradables).

 

 

 

 

Conclusion

 

 

 

L'impression 3D par technologie FDM offre une flexibilité incroyable grâce à la grande variété de matériaux disponibles. Du PLA économique et facile à utiliser aux matériaux avancés comme le PEEK et l'ULTEM, chaque matière répond à des besoins spécifiques, qu'ils soient liés à la résistance mécanique, la résistance chimique, la flexibilité, ou encore l'esthétique.

 

Que vous soyez une entreprise cherchant à valider des prototypes ou un particulier voulant créer des objets personnalisés, comprendre les propriétés et les avantages de chaque matériau est essentiel pour réussir votre projet.

 

 

 

Tech3D Impressions est là pour vous conseiller et vous accompagner à chaque étape, du choix des matériaux jusqu’à la réalisation finale, en vous garantissant la meilleure qualité pour vos pièces imprimées en 3D. Envoyez-nous votre demande et obtenez votre devis ou une réponse en moins de 24h !

 

Vous pouvez aussi consulter ou retourner sur notre article principal afin de découvrir en détail toutes les autres étapes de l'impression 3D : guide complet de l'impression 3D.

 

 

Impression 3D pour débutants