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Matériaux de l'impression 3D

  • malctpe
  • 14 févr. 2017
  • 2 min de lecture

L’acide polylactique ou PLA

L’acide polylactique ou PLA est un polymère d’origine biologique, on peut donc parler d’un biopolymère. Il est composé d’acide lactique. C’est un des matériaux les plus utilisés par la FDM. Il est fait à base de produits naturels tels que le maïs ou l’amidon, et est donc totalement biodégradable. C'est pourquoi ce matériau est fréquemment utilisé dans les produits d’emballage alimentaire. Sa température de fusion se trouve entre 160 et 220 degrés.

Monomère de PLA
Obtention du PLA à partir de lactide

L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

L’ABS ou acrylonitrile butadiène styrène est un polymère thermoplastique composé de dérivés du pétrole. Sa formule chimique est (C8H8·C4H6·C3H3N)n. C’est le 2e le plus utilisé en FDM. Ce matériaux est assez résistant à la chaleur et à l’eau mais nécessite un plateau chauffant. Il existe sous forme de bobines (FDM) ou de polymère liquide (SLA). Sa température de fusion est entre 200⁰ et 250⁰C. Ce matériau est utilisé pour fabriquer notamment les briques LEGO.


Formules chimiques des monomères de l'ABS

Le polytéréphtalate d’éthylène (PET)

Le polytéréphtalate d’éthylène ou PET est un polyester obtenu à partir du pétrole, et est encore plus robuste et flexible que l’ABS. Sa température de fusion avoisine les 220°C.


On retrouve le groupe Ester R-COO-R’


Monomère du polytéréphtalate d’éthylène

Les polyamides

Ils sont fabriqués à partir de poudre fine, granuleuse et blanche et utilisés pour la technique SLS (frittage sélectif par laser). Ce matériau peut aussi se présenter sous forme de filament comme le nylon, dans ce cas, la FDM est utilisée. Leur bio compatibilité permet aux polyamides d’être exploités dans le domaine alimentaire. Ses caractéristiques mécaniques et chimiques présentent de nombreux avantages. En effet, les polyamides sont constitués de structures semi-cristallines, ils sont donc stables, rigides, flexibles et résistants aux chocs. Contrairement au PLA et à l’ABS, les surfaces obtenues sont plus lisses. Les polyamides sont utilisés pour la fabrication d’engrenage, de pièces pour l’aérospatiale, l’automobile, la robotique et prothèses médicales. Sa température de fusion est entre 235⁰ et 260⁰C


Les résines

Ce matériau peut être thermoplastique (il se ramollit à une certaine température, puis, redevient dure) ou thermodurcissable pendant la polymérisation (les macromolécules du matériau s’unissent sous l’action de la chaleur par liaison chimique). Les résines sont très utilisées pour SLA et PolyJet, l’objet obtenu est mat ou brillant, blanc, noir ou même transparent. Cependant, les résine sont une géométrie et fonctionnalité limitées.

Il existe tout de même des résines haute précision pour modèle réduit avec de nombreux détails.

L'Alumide

Fabriqué en polyamid et aluminium en poudre en utilisant la SLS, ce matériau présente une surface légèrement poreuse et un aspect sableux et granuleux. Il est solide, résistant à une température maximale de 17°C et aux chocs et est relativement flexible. Ce matériau est utilisé pour des modèles complexes, des pièces de conception ou des petites séries de modèles fonctionnels. Ces objets nécessitent un aspect proche de l’aluminium et une rigidité importante.

Le Polypropylène (C3H6)n

C’est aussi un matériau thermoplastique utilisé dans le secteur automobile, pour les emballages, les vêtements professionnels jetables. Il résiste à l'abrasion, absorbe les chocs, est relativement rigide et flexible et résiste jusqu’à une température de 160°C . Cependant, il est sensible au rayonnement UV.



Bilan, utilisation concrète des matériaux





 
 
 

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Nous remercions Monsieur Moreel et Monsieur Broquet, qui nous ont guidés et encadrés pendant six mois durant les séances de recherches. Leurs conseils nous ont été très utiles.

Nous remercions l’entreprise Dagoma, basée à Roubaix, qui nous a permis de visiter son usine et d’acquérir une imprimante 3D.

Nous remercions les 259 personnes ayant répondu à notre sondage. Leur contribution nous a été précieuse.

Ce projet, réalisé dans le cadre d'un TPE, a été mené par Aurélien Manté, Margaux Pettenati, Laurine Rault et Clara Thuru, élèves de 1ère S1 au lycée Wallon de Valenciennes.

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