L'impression 3D est polyvalente, mais certains se demandent si les imprimantes 3D n'impriment que du plastique. Cet article se penche sur les types de matériaux que les imprimantes 3D peuvent utiliser.

Les imprimantes 3D grand public utilisent principalement du plastique comme le PLA, l'ABS ou le PETG qui sont connus comme des thermoplastiques car ils se ramollissent et durcissent en fonction de la température. Il existe de nombreux autres matériaux que vous pouvez imprimer en 3D avec différentes technologies d'impression 3D comme la SLS ou la DMLS pour les métaux. Vous pouvez même imprimer en 3D du béton et de la cire.

Cet article contient d'autres informations utiles sur les matériaux utilisés dans l'impression 3D, alors continuez à lire pour en savoir plus.

Quelle est l'encre utilisée par les imprimantes 3D ?

Si vous vous êtes déjà demandé ce que les imprimantes 3D utilisaient comme encre, voici la réponse simple à cette question. Les imprimantes 3D utilisent trois types de matériaux de base pour l'encre, à savoir ;

• Thermoplastiques (filament)
• Résine
• Poudres

Ces matériaux utilisent différents types d'imprimantes 3D pour l'impression, et nous allons examiner chacun de ces matériaux au fur et à mesure que nous avançons.

Thermoplastiques (filaments)

Les thermoplastiques sont un type de polymère qui devient souple ou malléable lorsqu'il est chauffé à une température donnée et qui durcit lorsqu'il est refroidi.

En matière d'impression 3D, les filaments ou thermoplastiques sont les matériaux utilisés par les imprimantes 3D pour créer des objets en 3D. Ils sont utilisés dans le cadre d'une technologie appelée modélisation par dépôt de matière fondue ou impression 3D FDM.

Il s'agit probablement du type d'impression 3D le plus simple qui soit, puisqu'il ne nécessite pas de processus complexe, mais simplement de chauffer le filament.

Le filament le plus utilisé est le PLA (acide polylactique), suivi de l'ABS, du PETG, du TPU et du nylon.

Vous pouvez obtenir toutes sortes de filaments, ainsi que des hybrides et des couleurs différentes, de sorte qu'il existe vraiment une large gamme de thermoplastiques avec lesquels vous pouvez faire de l'impression 3D.

Par exemple, ce filament de nylon rempli de fibres de carbone SainSmart Black ePA-CF d'Amazon.

Certains filaments sont plus difficiles à imprimer que d'autres et ont des propriétés très différentes que vous pouvez choisir en fonction de votre projet.

L'impression 3D avec des filaments thermoplastiques implique que le matériau soit introduit mécaniquement dans un tube à l'aide d'une extrudeuse, qui alimente ensuite une chambre de chauffe appelée "hotend".

L'extrémité chaude est chauffée à une température à laquelle le filament se ramollit et peut être extrudé à travers un petit trou dans une buse, généralement d'un diamètre de 0,4 mm.

Votre imprimante 3D fonctionne sur la base d'instructions appelées fichier G-Code qui lui indiquent exactement la température à laquelle elle doit se trouver, l'endroit où elle doit déplacer la tête d'impression, le niveau des ventilateurs de refroidissement et toutes les autres instructions qui permettent à l'imprimante 3D de faire des choses.

Les fichiers G-Code sont créés en traitant un fichier STL, que vous pouvez facilement télécharger sur un site web comme Thingiverse. Le logiciel de traitement est appelé slicer, le plus populaire pour l'impression FDM étant Cura.

Voici une courte vidéo qui montre le processus d'impression 3D par filament du début à la fin.

J'ai en fait écrit un article complet intitulé le Guide ultime des filaments et matériaux d'impression 3D qui vous présente plusieurs types de filaments et de matériaux d'impression 3D.

Résine

L'encre suivante utilisée par les imprimantes 3D est une résine photopolymère, un liquide thermodurcissable sensible à la lumière et qui se solidifie lorsqu'il est exposé à certaines longueurs d'onde de la lumière UV (405 nm).

Ces résines sont différentes des résines époxy qui sont généralement utilisées pour les travaux manuels et autres projets similaires.

Les résines d'impression 3D sont utilisées dans une technologie d'impression 3D appelée SLA ou stéréolithographie. Cette méthode offre aux utilisateurs un niveau de détail et de résolution beaucoup plus élevé en raison de la façon dont chaque couche est formée.

Les résines d'impression 3D les plus courantes sont la résine standard, la résine rapide, la résine de type ABS, la résine flexible, la résine lavable à l'eau et la résine résistante.

J'ai écrit un article plus approfondi sur Quels sont les types de résine pour l'impression 3D ? Les meilleures marques et les meilleurs types, alors n'hésitez pas à le consulter pour plus de détails.

Voici comment fonctionnent les imprimantes 3D SLA :

• Une fois l'imprimante 3D assemblée, vous versez la résine dans la cuve à résine - un récipient qui contient la résine au-dessus de l'écran LCD.
• La plaque de construction descend dans la cuve de résine et crée une connexion avec la couche de film dans la cuve de résine.
• Le fichier d'impression 3D que vous créez enverra des instructions pour éclairer une image spécifique qui créera la couche.
• Cette couche de lumière durcit la résine
• La plaque de construction se soulève alors et crée une pression d'aspiration qui décolle la couche créée du film de la cuve de résine et la colle à la plaque de construction.
• Il continuera à créer chaque couche en exposant une image lumineuse jusqu'à ce que l'objet 3D soit créé.

En fait, les impressions 3D SLA sont créées à l'envers.

Les imprimantes 3D SLA peuvent créer des détails étonnants grâce à une résolution pouvant atteindre 0,01 mm ou 10 microns, alors que la résolution standard est généralement de 0,05 mm ou 50 microns.

Les imprimantes 3D FDM ont généralement une résolution standard de 0,2 mm, mais certaines machines haut de gamme peuvent atteindre 0,05 mm.

La sécurité est importante lorsqu'il s'agit de résine, car elle est toxique lorsqu'elle entre en contact avec la peau. Vous devez utiliser des gants en nitrile lorsque vous manipulez de la résine afin d'éviter tout contact avec la peau.

Vous devez laver la résine non polymérisée, nettoyer les supports nécessaires à l'impression 3D de modèles en résine, puis polymériser la pièce à l'aide d'une lampe UV externe pour durcir l'objet imprimé en 3D.

Poudres

L'utilisation de poudres comme "encre" est un secteur moins courant mais en pleine expansion dans le domaine de l'impression 3D.

Les poudres utilisées dans l'impression 3D peuvent être des polymères ou même des métaux réduits en fines particules. Les qualités de la poudre métallique utilisée et le processus d'impression déterminent le résultat de l'impression.

Il existe plusieurs types de poudres qui peuvent être utilisées dans l'impression 3D, comme le nylon, l'acier inoxydable, l'aluminium, le fer, le titane, le chrome cobalt, parmi beaucoup d'autres.

Un site web appelé Inoxia vend de nombreux types de poudres métalliques.

Différentes techniques peuvent également être utilisées pour l'impression 3D avec de la poudre, telles que SLS (Selective Laser Sintering), EBM (Electron Beam Melting), Binder Jetting & ; BPE (Bound Powder Extrusion).

La plus populaire est la technique de frittage connue sous le nom de frittage sélectif par laser (SLS).

Le processus de frittage sélectif par laser s'effectue de la manière suivante :

• Le réservoir de poudre est rempli d'une poudre thermoplastique, typiquement du nylon (particules rondes et lisses).
• Un répartiteur de poudre (une lame ou un rouleau) répartit la poudre pour créer une couche fine et uniforme sur la plate-forme de construction.
• Le laser chauffe sélectivement certaines parties de la zone de construction pour faire fondre la poudre d'une manière définie.
• La plaque de construction descend avec chaque couche, où la poudre est à nouveau étalée pour un nouveau frittage par le laser.
• Ce processus est répété jusqu'à ce que votre pièce soit terminée
• Votre impression finale sera entourée d'une coque en poudre de nylon qui peut être enlevée à l'aide d'un pinceau.
• Vous pouvez ensuite utiliser un système spécial qui utilise de l'air comprimé pour nettoyer le reste de l'eau.

Voici une brève vidéo sur le processus SLS.

Le processus consiste à fritter la poudre pour former des pièces solides qui sont plus poreuses que le point de fusion. Cela signifie que les particules de poudre sont chauffées de manière à ce que les surfaces se soudent entre elles. L'un des avantages de ce processus est qu'il permet de combiner des matériaux avec des plastiques pour produire des impressions en 3D.

Vous pouvez imprimer en 3D avec des poudres métalliques en utilisant des technologies telles que DMLS, SLM et EBM.

Les imprimantes 3D ne peuvent-elles imprimer que du plastique ?

Bien que le plastique soit le matériau le plus couramment utilisé dans l'impression 3D, les imprimantes 3D peuvent imprimer d'autres matériaux que le plastique.

D'autres matériaux peuvent être utilisés pour l'impression 3D :

• Résine
• Poudre (polymères & ; métaux)
• Graphite
• Fibre de carbone
• Titane
• Aluminium
• Argent et or
• Chocolat
• Cellules souches
• Le fer
• Bois
• Cire
• Béton

Pour les imprimantes FDM, seuls certains de ces matériaux peuvent être chauffés et ramollis plutôt que brûlés, de sorte qu'ils peuvent être expulsés d'un hotend. Il existe de nombreuses technologies d'impression 3D qui élargissent les capacités matérielles de ce que les gens peuvent créer.

La principale est l'imprimante 3D SLS qui utilise de la poudre avec la technique de frittage laser pour réaliser des impressions 3D.

Les imprimantes 3D à résine sont également couramment utilisées à des fins domestiques et commerciales. Il s'agit d'utiliser le processus de photopolymérisation pour solidifier la résine liquide à l'aide de la lumière UV, qui passe ensuite par un post-traitement pour une finition de haute qualité.

Les imprimantes 3D peuvent imprimer non seulement du plastique, mais aussi d'autres matériaux, en fonction du type d'imprimante 3D en question. Si vous souhaitez imprimer l'un des autres matériaux énumérés ci-dessus, vous devez vous procurer la technologie d'impression 3D appropriée.

Les imprimantes 3D peuvent-elles imprimer n'importe quel matériau ?

Les matériaux qui peuvent être ramollis et extrudés à travers une buse, ou les métaux en poudre, peuvent être liés ensemble pour former un objet. Tant que le matériau peut être superposé ou empilé, il peut être imprimé en 3D, mais de nombreux objets ne répondent pas à ces caractéristiques. Le béton peut être imprimé en 3D car il est mou à l'origine.

Les maisons imprimées en 3D sont fabriquées à partir de béton qui est mélangé et extrudé à travers une très grande buse, et qui durcit après un certain temps.

Au fil du temps, l'impression 3D a introduit de nombreux nouveaux matériaux tels que le béton, la cire, le chocolat et même des matières biologiques comme les cellules souches.

Voici à quoi ressemble une maison imprimée en 3D.

Peut-on imprimer de l'argent en 3D ?

Non, il n'est pas possible d'imprimer de l'argent en 3D en raison du processus de fabrication de l'impression 3D, ainsi que des marques intégrées sur l'argent qui le rendent anti-contrefaçon. Les imprimantes 3D créent principalement des objets en plastique en utilisant des matériaux tels que le PLA ou l'ABS, et ne peuvent absolument pas imprimer en 3D du papier. Il est possible d'imprimer en 3D des pièces de monnaie en métal proprement dit.

Même si une imprimante 3D peut produire ce qui ressemble à de l'argent, les impressions ne peuvent pas être utilisées comme de l'argent car elles n'ont pas les qualités uniques qui composent un billet.

L'argent est imprimé sur du papier et la plupart des impressions 3D sont imprimées en plastique ou en résine solidifiée. Ces matériaux ne peuvent pas fonctionner comme le papier et ne peuvent pas être manipulés de la même manière que l'argent.

Les recherches montrent que la monnaie moderne de la plupart des pays du monde comporte au moins six technologies différentes. Aucune imprimante 3D ne pourra prendre en charge plus d'une ou deux de ces méthodes nécessaires pour imprimer le billet avec précision.

La plupart des pays, en particulier les États-Unis, construisent des billets qui intègrent les dernières technologies de pointe en matière de lutte contre la contrefaçon, ce qui rendra difficile l'impression de ces billets par une imprimante 3D, à condition que cette dernière dispose de la technologie nécessaire pour imprimer le billet en question.

Une imprimante 3D ne peut qu'essayer d'imprimer un sosie de l'argent et ne dispose pas de la technologie ou des matériaux adéquats pour imprimer de l'argent.

De nombreuses personnes créent des pièces de monnaie accessoires en utilisant un matériau plastique tel que le PLA, puis en le peignant au pistolet avec une peinture métallique.

D'autres mentionnent une technique qui consiste à créer un moule en 3D et à utiliser des argiles de métaux précieux, en pressant l'argile pour lui donner une forme, puis en la faisant cuire pour obtenir du métal.

Un YouTuber a créé une pièce de monnaie D&D portant les mentions "Oui" et "Non" à chaque extrémité. Il a réalisé un dessin simple dans un logiciel de CAO, puis a créé un script dans lequel la pièce imprimée en 3D s'interrompt afin qu'il puisse insérer une rondelle à l'intérieur pour la rendre plus lourde, avant de terminer le reste de la pièce.

Voici un exemple de fichier Bitcoin imprimé en 3D à partir de Thingiverse que vous pouvez télécharger et imprimer en 3D vous-même.