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ALSIMA, Catalyseur Technologique  / News  / Filament d’impression 3D chargé, quel intérêt?
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23
janvier
Catégorie : News, Technologie
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Les matieres chargees

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L’impression 3D FFF / FDM permet aujourd’hui d’utiliser un grand panel de matières, du PLA au TPU en passant par le PP. Celles-ci offrent des caractéristiques intéressantes dans leur état natif mais il est de plus en plus fréquent de trouver certaines d’entre elles chargées avec différentes fibres et poudres.

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Qu’est-ce qu’une charge ?

Wikipedia : « Dans une formulation, une charge est une substance solide, non miscible et dispersée par un moyen mécanique dans une matrice. »

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La matrice :

Il faut, dans notre cas, comprendre qu’il s’agit d’un thermoplastique natif. Différentes matières peuvent être choisies pour des raisons variées en fonction de l’usage final prévu. Il est toutefois souvent recommandé, en fabrication additive, d’utiliser des matières disposant d’une forte liaison entre couche. Cet avantage permet d’améliorer les caractéristiques mécaniques finales de l’impression 3D réalisée ainsi. Les PP (polypropylène) et les PA (polyamide)

sont régulièrement choisis comme matrice par les fabricants de filament 3D.

La charge :

La substance solide peut varier selon les caractéristiques souhaitées. Coté charges esthétiques, il est possible de trouver des « exotiques » comme le bois, la craie, ou encore le houblon. Cependant les charges les plus utilisées en impression 3D sont le carbone et la fibre de verre.

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Le carbone peut être retrouvé sous différents états, de l’état de poudre à la fibre courte, voir longue, pour un dopage autant mécanique qu’esthétique, voir électrique.

« Le carbone est un matériau très intéressant que nous utilisons pour créer certains de nos filaments les plus techniques. Il peut servir pour différentes applications fonctionnelles en milieu industriel, ex : ESD, dissipation thermique… Plus largement les filaments chargés en carbone proposent une bonne rigidité et une belle légèreté. »TreeD Filament

Découvrez le filament CARBONIUM de TREED FILAMENT.

Fibre de verre :

La fibre de verre est utilisée dans le cas où une extrême rigidité et une résistance thermique élevée est recherchée.

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« L’ajout de fibres de verre dans un thermoplastique permet de doper les caractéristiques mécaniques (x3 fois supérieures au même produit sans fibre). Également cela réduit le warping de la pièce sur le plateau de l’imprimante. Un des avantages d’avoir des caractéristiques mécaniques importantes, est que l’on peut directement tester des pièces qui sont fonctionnelles. » Owens Corning

Découvrez le filament X-STRAND de OWENS CORNING.

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Fibre courte ou longue continue ?

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L’état des fibres dans les matériaux chargés constitue souvent un grand débat entre les imprimeurs 3D, voir entre les fabricants d’imprimantes 3D.

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Fibre longue continue :

Le gain potentiel d’une fibre longue continue est évident, elle renforce très fortement les pièces fabriquées. Toutefois seules quelques machines dédiées à cette application sont aujourd’hui capables d’imprimer ainsi, ou alors il faut réaliser des adaptations importantes de l’extrudeur. De plus les fibres sont déposées uniquement sur les axes X et Y, l’adhésion en Z dépend donc seulement de la matrice utilisée. La fibre longue continue est une solution intéressante pour des pièces mécaniques dont les forces s’exercent dans un sens donné bien précis.

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Fibre courte :

Une fibre courte, généralement inférieure à 0.2mm, peut être passée dans l’essentiel des machines FFF / FDMdu marché. Il faut cependant adapter l’extrudeur pour éviter une usure prématurée de la buse d’extrusion ou de la roue d’entrainement par exemple. Globalement celles-ci se déposent dans l’essentiel du mouvement de la tête d’impression en X et Y. On estime toutefois qu’une partie, mineure, parvient à se planter dans la couche inférieure et renforcer l’adhésion en Z. Sur l’aspect financier, le coût d’utilisation reste assez modéré que ce soit pour le prix au kilogramme ou bien pour le matériel d’impression 3D nécessaire. Ces avantages en font donc une solution très appréciée sur le marché. C’est un très bon équilibre entre imprimabilité et gains techniques.

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