Le rayonnement des rayons UV est connu pour sa capacité à provoquer des effets photochimiques dans une structure polymère, ce qui peut être une bénédiction lorsqu'il s'agit d'imprimantes 3D à base de résine (SLA) qui utilisent un laser UV pour imprimer.

Si vous construisez un modèle destiné à être utilisé à l'extérieur pendant la journée et que vous souhaitez qu'il résiste aux UV et à la lumière du soleil, cet article vous éclairera (pardon) sur les matériaux les mieux adaptés à cet usage.

Le PLA n'est pas résistant aux UV et sera affecté négativement par la lumière du soleil sur une longue période. L'ABS a de meilleures qualités de résistance aux UV, mais l'un des filaments les plus résistants aux UV est l'ASA, qui est une alternative à l'ABS. Il est non seulement plus facile à imprimer que l'ABS, mais il est aussi plus durable dans l'ensemble.

Entrons dans les détails et examinons également les effets des UV et de la lumière du soleil sur les matériaux d'impression les plus courants tels que le PLA, l'ABS et le PETG.

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UV & ; Résistance au soleil de chaque matériau

PLA ( Acide polylactique )

Le PLA est un plastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables telles que la canne à sucre ou l'amidon de maïs.

Ce n'est pas parce qu'il est biodégradable qu'il ne résistera pas au soleil. Il peut commencer à devenir plus cassant et à perdre sa rigidité, mais il conservera la plupart du temps sa forme et sa solidité tant qu'il ne sera pas fonctionnel.

Cela signifie que vous pouvez laisser l'APL au soleil pour les pièces visuelles et esthétiques, mais pas pour, par exemple, une poignée ou une monture.

La vidéo ci-dessous, réalisée par Makers Muse, montre les effets de l'exposition du PLA au soleil pendant un an, avec un PLA qui change de couleur sous l'effet des UV.

Consultez mon article intitulé Why Does PLA Filament Get Brittle & ; Snap (Pourquoi le filament PLA devient-il cassant et se rompt-il ?), qui traite en détail de ce phénomène.

Le PLA est plus sujet aux intempéries que les autres plastiques utilisés pour l'impression 3D car il est biodégradable. On a constaté que l'exposition du PLA aux UVC pendant 30 à 90 minutes peut raccourcir son temps de dégradation.

Si vous vous demandez ce qu'est l'UVC, il s'agit du rayonnement UV le plus puissant et il est utilisé comme germicide dans les purificateurs d'eau.

Cette exposition peut également entraîner une destruction lente des pigments colorants présents dans le matériau et créer un aspect crayeux à la surface. Le PLA dans sa forme la plus pure est plus résistant aux UV.

Si le filament de PLA acheté contient des impuretés telles que des polycarbonates ou des colorants, il peut se dégrader plus rapidement lorsqu'il est exposé aux UV de la lumière du soleil. Les caractéristiques physiques ne seront pas tellement affectées, mais plutôt au niveau de la décomposition chimique.

Pour vraiment décomposer le PLA, il faut des conditions très spécifiques telles que des températures extrêmement élevées et une pression physique. Il y a des plantes spécialisées qui font cela, alors ne comptez pas sur le soleil pour faire quelque chose d'approchant. Garder le PLA dans un bac à compost avec une chaleur et une pression élevées prend plusieurs mois pour le décomposer.

Il est préférable d'éviter d'utiliser des PLA de couleur foncée car ils attirent la chaleur et se ramollissent. Plus surprenant encore, le PLA étant fabriqué à partir de produits organiques, certains animaux ont essayé de manger des objets en PLA, alors gardez cela à l'esprit !

Bien qu'il s'agisse du matériau d'impression 3D le plus populaire et le plus économique, il est souvent conseillé d'utiliser le plastique PLA à l'intérieur ou pour un usage léger à l'extérieur.

ABS ( Acrylonitrile Butadiène Styrène )

Le plastique ABS présente de nombreux avantages par rapport au PLA lorsqu'il s'agit d'une utilisation en extérieur, notamment parce qu'il s'agit d'un plastique non biodégradable par rapport au PLA.

L'ABS peut résister plus longtemps à la lumière du soleil car il est beaucoup plus résistant à la température que le PLA. En raison de sa rigidité et de sa bonne résistance à la traction, c'est une bonne option pour une utilisation extérieure à court terme.

L'ABS dans sa forme la plus pure n'absorbe pas l'énergie des rayons UV pour créer des radicaux libres.

Une exposition prolongée aux UV et à la lumière du soleil peut accélérer le processus d'altération de l'ABS. En outre, l'exposition prolongée de l'ABS à la lumière du soleil peut entraîner une déformation du modèle en raison des changements de température.

La dégradation de ce matériau peut être observée par des symptômes similaires à ceux du PLA. Après une longue exposition, l'ABS peut perdre sa couleur et devenir pâle. Une substance crayeuse blanche apparaît à sa surface, qui peut souvent précipiter sous l'effet d'une force mécanique.

Le plastique commence lentement à perdre sa rigidité et sa résistance et devient cassant. Néanmoins, l'ABS peut être utilisé à l'extérieur pendant une période beaucoup plus longue que le PLA. L'ABS conserve son intégrité structurelle beaucoup mieux, mais il est connu pour se décolorer plus rapidement.

La chaleur étant le principal responsable des effets négatifs, l'ABS résiste beaucoup mieux à la lumière du soleil et aux rayons UV grâce à sa résistance aux températures élevées.

La façon habituelle de protéger vos matériaux imprimés en 3D pour l'extérieur contre les UV est d'appliquer une laque sur l'extérieur. Vous pouvez vous procurer facilement des vernis de protection contre les UV pour résoudre ce problème.

Le vernis résistant aux UV que j'utiliserais est le Krylon Clear Coatings Aerosol (11-Ounce) d'Amazon. Il sèche non seulement en quelques minutes, mais il est résistant à l'humidité et possède un revêtement permanent qui ne jaunit pas. Très abordable et utile !

L'ABS est en fait utilisé pour des applications extérieures telles que les planches longues qui sont exposées à la lumière du soleil pendant de longues périodes.

PETG

Parmi les trois matériaux couramment utilisés pour l'impression 3D, le PETG est le plus durable en cas d'exposition prolongée aux rayons UV. Le PETG est une version modifiée par le glycol du PET normal (polyéthylène téréphtalate).

L'absence d'additifs et de pigments de couleur dans le PETG naturel signifie qu'il est plus disponible sous forme pure sur le marché de la résistance aux UV.

Comme indiqué dans les sections précédentes, les formes plus pures de tout plastique sont moins affectées par les UV.

Il s'agit d'un matériau moins rigide et plus flexible que le plastique ABS. La flexibilité du matériau lui permet de se dilater et de se contracter en fonction des conditions de température lors d'une exposition prolongée à l'extérieur.

La finition lisse du PETG lui permet de réfléchir la plupart des radiations qui tombent sur la surface et son aspect transparent ne retient pas l'énergie thermique des radiations.

Ces propriétés lui confèrent une bien meilleure résistance aux UV que le PLA et l'ABS. Bien qu'il soit plus résistant aux UV et à la lumière du soleil, il est plus susceptible de s'user lorsqu'il est utilisé à l'extérieur en raison de sa surface souple.

De nombreuses formes de PETG sont utilisées spécialement pour l'extérieur, et selon le fabricant, il peut s'agir d'un excellent choix pour vous.

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Quel est le matériau le plus durable au soleil ?

Même si nous avons constaté que le PETG est plus résistant à l'exposition aux UV, il n'est pas la solution idéale pour l'extérieur en raison des autres inconvénients qu'il présente.

Il serait très agréable d'avoir un matériau d'impression qui résiste aux UV et qui possède les propriétés de l'ABS telles que la solidité et la rigidité.

ASA (Acrylique Styrène Acrylonitrile)

Il s'agit d'un plastique qui offre le meilleur des deux : il est à la fois résistant et durable sous l'effet des rayons UV.

C'est le plastique imprimable en 3D le plus connu pour les conditions climatiques difficiles. L'ASA a été développé comme une alternative au plastique ABS. Bien qu'il s'agisse d'un matériau difficile à imprimer et coûteux, il présente de nombreux avantages.

Outre sa résistance aux UV, il est également résistant à l'usure, à la température et aux chocs.

En raison de ces propriétés, le plastique ASA est couramment utilisé pour les boîtiers électroniques extérieurs, les pièces extérieures des véhicules et la signalisation extérieure.

On pourrait penser que l'ASA coûte très cher, mais le prix n'est pas si bas. Découvrez le prix de Polymaker PolyLite ASA (White) 1KG 1.75mm sur Amazon.

Ce filament est explicitement résistant aux UV et aux intempéries, donc pour tous les projets que vous utilisez à l'extérieur, c'est le filament qu'il vous faut.

Vous pouvez facilement acheter des filaments spécialement conçus pour une utilisation en extérieur et qui ne sont pas sensibles aux rayons UV ou aux changements de température. Consultez la section Filament Outdoor Use de Maker Shop 3D pour un large éventail de couleurs et de matériaux.

Quel matériau dois-je utiliser pour les pièces automobiles ?

Si vous imprimez ou créez des prototypes de matériaux pour l'intérieur de l'automobile, il est préférable de s'en tenir au bon vieil ABS, car il est bon marché et ne risque pas de s'altérer.

Lorsque vous utilisez des matériaux imprimés en 3D pour fabriquer de petites pièces extérieures pour l'automobile, le meilleur choix serait de s'en tenir à l'ASA mentionnée ci-dessus pour être plus durable sous les UV et la lumière du soleil.

Si vous avez une idée de prototype léger et solide pour les automobiles, la meilleure option serait d'utiliser des matériaux composites en fibre de carbone comme l'ABS infusé avec de la fibre de carbone.

La fibre de carbone est utilisée dans la plupart des automobiles de haute performance pour ses parties aérodynamiques et sa carrosserie. Elle est même utilisée pour construire des châssis extrêmement légers et solides pour les supercars de sociétés telles que McLaren et Alfa Romeo.

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