Il est possible d'augmenter la résistance à la chaleur de vos impressions 3D à l'aide d'une technique appelée recuit. Le processus peut être assez délicat, mais lorsqu'il est bien fait, il peut donner de bons résultats. Cet article explique comment rendre les impressions 3D plus résistantes à la chaleur.

Pour rendre les impressions 3D plus résistantes à la chaleur, vous pouvez les soumettre à un processus de chauffage appelé recuit. Il s'agit d'appliquer un niveau constant de chaleur à un modèle à l'aide d'un four ou d'eau bouillante pendant un certain temps, puis de le laisser refroidir. Ce processus modifie la structure interne du modèle afin d'améliorer la résistance à la chaleur.

Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur la manière de rendre les impressions 3D plus résistantes à la chaleur.

Comment rendre le PLA plus résistant à la chaleur - Recuit

Le recuit est un processus qui consiste à appliquer de la chaleur à un matériau afin d'améliorer sa résistance à la chaleur et sa durabilité. Les impressions PLA peuvent être recuites en les plaçant dans une source de chaleur à des températures comprises entre 60 et 110°C.

Le PLA subit un processus appelé cristallisation, c'est-à-dire la température à laquelle la structure du matériau commence à devenir cristalline.

Il existe plusieurs moyens de recuire un modèle à base de PLA, dont les suivants :

• Cuisson au four
• Mise à l'eau chaude
• Cuisson sur lit chauffant d'imprimante 3D

Cuisson au four

Certaines personnes utilisent des fours grille-pain ou des fours électriques, ce qui est généralement mieux qu'un four à gaz car la dissipation de la chaleur autour des modèles 3D est plus uniforme.

Il est également important d'utiliser un thermomètre pour s'assurer que la température de votre four correspond bien à celle que vous avez réglée.

Vous pouvez suivre les étapes suivantes pour garantir le recuit de votre modèle PLA :

• Faites chauffer votre four électrique à environ 110°C.
• Placez vos empreintes au four pendant environ une heure.
• Laissez le modèle reposer dans le four pendant environ une heure, puis éteignez-le.
• Laisser le modèle refroidir progressivement dans le four

Ce processus de refroidissement progressif permet de restructurer les propriétés du modèle et de soulager les tensions internes accumulées pendant le chauffage.

Voici une vidéo détaillée montrant comment chauffer votre modèle dans un four.

Un utilisateur qui a cuit son PLA dans un four à 120°C, puis dans un second à 90°C, a indiqué que les deux se déformaient fortement.

Un autre utilisateur a déclaré qu'il était préférable d'utiliser un four à convection bon marché relié à un régulateur de température PID.

Cela permettrait d'éviter de nombreuses déformations en utilisant la convection forcée pour la chaleur, puis en plaçant votre modèle sur un matériau isolant, tout en protégeant les éléments chauffants du four afin d'éviter que le rayonnement thermique n'affecte votre pièce.

Les gens se demandent s'il est prudent de recuire le PLA dans le même four que celui dans lequel vous cuisinez, et il n'y a pas beaucoup d'informations à ce sujet. Certains utilisateurs disent qu'il vaut mieux être prudent car les plastiques peuvent dégager des toxines avant qu'ils ne soient trop chauds.

Vous ne voudriez pas que les résidus de ces gaz se retrouvent à l'intérieur du four dans lequel vous faites cuire vos aliments. Si vous optez pour cette méthode, il est préférable de vous procurer un grille-pain four ou quelque chose de similaire pour recuire votre PLA.

Certains utilisateurs disent qu'ils recuisent au four, mais qu'ils placent le modèle dans une feuille d'aluminium bien enveloppée pour réduire le risque d'exposition.

Mise à l'eau chaude

Vous pouvez également recuire votre modèle PLA dans de l'eau chaude en suivant les étapes suivantes :

• Chauffer l'eau dans un bol relativement grand jusqu'au point d'ébullition.
• Placez le modèle imprimé dans un sac en plastique et mettez-le dans l'eau chaude.
• Laisser agir pendant 2 à 5 minutes
• Retirer le modèle de l'eau chaude et le placer dans un bol d'eau froide.
• Sécher avec un déshydratant ou du papier absorbant.

Les méthodes de recuit à l'eau bouillante diffèrent d'une personne à l'autre, mais cette méthode semble donner d'assez bons résultats.

Voici une vidéo qui illustre ce processus et montre une comparaison entre la cuisson et l'ébullition des pièces en PLA.

Certaines personnes ont recommandé d'utiliser du glycérol au lieu de l'eau, car il est encore plus efficace en raison de son caractère hygroscopique et n'a donc pas besoin de sécher.

Dans la vidéo ci-dessus, il compare le recuit par cuisson et par ébullition et constate que l'ébullition permet de conserver la précision dimensionnelle de la pièce. Il est également intéressant de noter qu'il est plus facile de recuire des pièces de forme irrégulière par ébullition qu'au four.

Un utilisateur a réussi à recuire des supports de moteur pour avion RC dans de l'eau bouillante, mais ils ont légèrement rétréci. Les pièces comportaient des trous de vis, mais elles étaient encore utilisables en les emboîtant de force.

Cuisson sur lit chauffant d'imprimante 3D

Comme pour le recuit de vos impressions 3D dans un four, certains recommandent même de le faire sur le lit chauffant de votre imprimante 3D. Il suffit de chauffer la température à environ 80-110°C, de placer une boîte en carton sur le modèle et de le laisser cuire pendant environ 30-60 minutes.

Un utilisateur a même utilisé le code G pour améliorer le processus en commençant par un lit chauffé à 80°C, en le laissant cuire pendant 30 minutes, puis en le laissant refroidir progressivement et cuire pendant des durées plus courtes.

Voici le code G qu'ils ont utilisé :

M84 ;passifs désactivés

M117 Échauffement

M190 R80

M0 S1800 Cuisson à 80C 30min

M117 Refroidissement 80 -> ; 75

M190 R75

M0 S600 Cuisson à 75C 10min

M117 Refroidissement 75 -> ; 70

M190 R70

M0 S600 Cuisson à 70C 10min

M117 Refroidissement 70 -> ; 65

M190 R65

M0 S300 Cuisson à 65C 5min

M117 Refroidissement 65 -> ; 60

M190 R60

M0 S300 Cuisson à 60C 5min

M117 Refroidissement 60 -> ; 55

M190 R55

M0 S300 Cuisson à 55C 5min

M140 S0 ; Lit éteint

M117 Fait

Meilleure température de recuit du PLA (four)

Les meilleures températures pour recuire avec succès les modèles en PLA dans un four se situent entre 60 et 170 °C, une bonne valeur se situant généralement autour de 90 à 120 °C. Ces températures sont supérieures à la température de transition vitreuse et inférieures à la température de fusion du PLA.

La structure des matériaux PLA est dite amorphe, ce qui signifie que la structure moléculaire du matériau est désorganisée. Pour rendre le matériau quelque peu organisé (cristallin), il faut le chauffer au-dessus de la température de transition vitreuse.

Si vous chauffez le matériau à une température très proche de la température de fusion ou supérieure, la structure du matériau s'effondre et, même après refroidissement, ne peut pas retrouver sa structure d'origine.

Par conséquent, il ne faut pas trop s'éloigner de la température de transition vitreuse pour obtenir un recuit optimal.

Les meilleures températures pour recuire le PLA varient en fonction de la façon dont le PLA a été fabriqué et des types de charges qu'il contient. Un utilisateur a indiqué qu'il suffit généralement d'atteindre des températures d'environ 85-90°C, tandis que les PLA moins chers peuvent nécessiter des températures plus élevées pendant plus longtemps.

Un bon filament PLA+ ne devrait avoir besoin que de quelques minutes à 90°C pour cristalliser. Il a dit qu'il l'avait même fait en utilisant le lit chauffant de son imprimante 3D en plaçant une boîte sur la pièce pour retenir la chaleur.

Comment recuire le PLA sans le déformer

Pour recuire le PLA sans le déformer, de nombreux utilisateurs suggèrent d'emballer hermétiquement le modèle dans un bol de sable avant de le mettre au four. Vous devez également laisser le modèle refroidir dans le sable. Vous pouvez également utiliser la méthode de l'ébullition en plaçant le modèle dans un sac en plastique et en le trempant dans de l'eau froide par la suite.

Il faut également veiller à ce qu'il y ait du sable au fond du modèle, à une profondeur d'environ 2 pouces si possible.

Vous pouvez également utiliser du sel à la place du sable, car il se dissout facilement dans l'eau et est plus accessible.

Un utilisateur qui a utilisé cette méthode a déclaré qu'elle fonctionnait parfaitement pour recuire son PLA sans déformation, même à une température de 100°C. Il a réglé le four sur une heure et a laissé l'impression refroidir et elle est ressortie parfaite.

Un autre utilisateur qui a recuit le PLA à 80°C a déclaré qu'il pouvait chauffer les objets à environ 73°C sans qu'ils deviennent flexibles. Les modèles en PLA n'ont pas changé de texture et avaient une résistance similaire entre les couches.

Une personne a décrit son expérience d'utilisation de sel fin au lieu de sable, en a mis une couche dans son plat en pyrex, y a placé son impression 3D, ainsi qu'un thermomètre Bluetooth, et a ajouté du sel jusqu'à ce que le plat soit plein.

Il l'a ensuite mise au four à 76°C (170°F) et a attendu que le thermomètre atteigne 71°C (160°F), puis a éteint le four et l'a laissée refroidir toute la nuit avec la partie encore emballée dans le sel.

Cette opération a permis d'éliminer les problèmes de délamination (séparation des couches), d'éviter presque tout gauchissement et d'obtenir un taux de rétrécissement uniforme sur les axes X, Y et Z de seulement 0,5 %.

Quelle est la résistance thermique du PETG ?

Le PETG a une résistance à la chaleur d'environ 70°C, contrairement au PLA qui a une résistance à la chaleur de 60°C. Ces températures sont connues sous le nom de température de transition vitreuse. L'ABS et l'ASA ont une résistance à la chaleur d'environ 95°C.

Voici une vidéo montrant un test de résistance à la chaleur du PETG parmi d'autres types de filaments.