Impression 3D en fibre de carbone : quel filament CF pour quelle pièce

Capraru Adrian

il y a 2 heures

8 min de lecture

L'impression 3D en fibre de carbone utilise un filament chargé de fibres de carbone hachées, ce qui rend une pièce nettement plus rigide et plus stable dimensionnellement que la même pièce non chargée. 3Descu imprime trois grades de fibre de carbone en FDM, tous chiffrés instantanément : le chargé fibre de carbone pour les gabarits et montages qui doivent tenir leur position, le PETG CF pour les supports qui fléchissent en PETG standard, et l'ABS CF pour les pièces grandes ou chaudes qui se voilent en ABS standard. Choisissez la fibre pour la rigidité, pas pour la résistance aux chocs : elle rend la pièce résistante à la flexion et moins tolérante à un choc violent.

Les trois sortent mats et légèrement texturés, ce qui masque les lignes de couche et évite souvent toute finition. Ils sont imprimés en filament sur le parc 3Descu de 200+ imprimantes à Targu-Jiu, en Roumanie.

Devis gratuit - sans compte, et rien n'est facturé avant que vous acceptiez l'offre.

Les trois grades de fibre de carbone chez 3Descu : l'essentiel

Chargé fibre de carbone
Idéal pour	Gabarits et montages qui doivent tenir leur position ; supports structurels rigides ; cadres de drones et de robotique ; pièces qui seraient sinon usinées en aluminium
À éviter pour	Pièces qui doivent fléchir ; pièces exposées aux chocs ; détails esthétiques fins
Chaleur	Élevée
Rigidité	Très élevée
Choc	Faible
Extérieur / UV	Court terme uniquement
Eau et produits chimiques	Non évalué
Finition	Mate, légèrement rugueuse
Fiche matériau	Chargé fibre de carbone

PETG CF
Idéal pour	Supports et fixations structurels ; pièces de drones et de modèles RC ; gabarits qui ne doivent pas fléchir ; pièces longues et plates qui se déforment en PETG standard
À éviter pour	Pièces qui doivent plier plutôt que casser ; détails esthétiques fins ; finitions transparentes ou brillantes
Chaleur	Moyenne
Rigidité	Élevée
Choc	Faible
Extérieur / UV	Court terme uniquement
Eau et produits chimiques	Même résistance que le PETG
Finition	Mate, légèrement texturée
Fiche matériau	PETG CF

ABS CF
Idéal pour	Pièces proches d'une source de chaleur ; grands panneaux plats qui se voilent en ABS standard ; outillage et gabarits de production ; boîtiers à percer ou à tarauder
À éviter pour	Pièces qui doivent fléchir ; pièces extérieures en plein soleil pendant des mois ; détails esthétiques fins en sortie de machine
Chaleur	Élevée
Rigidité	Très élevée
Choc	Moyen
Extérieur / UV	Non adapté
Eau et produits chimiques	Non évalué
Finition	Mate ; ne se lisse pas à l'acétone
Fiche matériau	ABS CF

Pour les trois : 13 couleurs standard dans le calculateur, avec un code RAL ou Pantone sur demande ; des pièces jusqu'à 320 x 320 x 320 mm sur le parc standard et jusqu'à 500 x 500 x 500 mm sur les machines grand format ; une hauteur de couche de 0.12 mm à 0.28 mm, 0.20 mm par défaut ; et le prix s'affiche instantanément à partir de votre fichier.

Ce sont des classifications de travail utilisées pour conseiller sur une pièce, pas des valeurs mesurées. Une pièce imprimée n'a pas les propriétés de la bobine dont elle provient : l'orientation, les parois et le remplissage changent tous le résultat, alors indiquez toute charge critique dans les notes du devis.

Ce que la fibre de carbone apporte vraiment : la rigidité, pas la ténacité

« Fibre de carbone » évoque la résistance, et c'est là que commencent les mauvaises commandes. La fibre apporte deux choses : la rigidité, c'est-à-dire la résistance à la flexion, et la stabilité dimensionnelle, c'est-à-dire le maintien de la forme pendant le refroidissement et dans le temps. Elle se paie en ténacité. Une pièce chargée carbone résiste à la flexion ; elle ne résiste pas mieux à un choc violent que son polymère de base, et souvent moins bien.

La bonne question est donc : comment la pièce casse-t-elle ? Si elle plie, fléchit ou glisse lentement hors de position, la fibre règle le problème. Si elle se fissure quand on la fait tomber ou qu'on la heurte, la fibre aggrave les choses, et la réponse est le polycarbonate ou le PC-ABS ; voir le guide du polycarbonate.

Côté poids : une pièce imprimée en fibre de carbone est plus légère que la pièce en aluminium usiné qu'elle remplace parfois, mais elle n'est ni aussi rigide ni aussi résistante que l'aluminium. Elle remplace l'aluminium là où le métal a été choisi par commodité plutôt que pour la charge, comme les montages, cadres et supports dans les cellules d'automatisation. 3Descu n'imprime pas de métal, donc une pièce qui doit vraiment être en métal nécessite un fournisseur métal.

Quel grade de fibre de carbone pour quel usage

Chargé fibre de carbone : des montages qui ne doivent pas bouger

Le grade rigide polyvalent, pour un montage qui maintient une pièce en position, un nid de positionnement, une jauge ou un cadre qui ne doit ni fléchir ni fluer.

PETG CF : l'évolution d'une pièce en PETG qui fléchit

Le PETG CF conserve la résistance du PETG à l'eau et aux produits de nettoyage ainsi que sa facilité d'impression, avec beaucoup moins de flexion et bien moins de déformation sur les géométries longues et plates. Choisissez-le quand un support en PETG garde sa forme au repos mais fléchit sous charge : le défaut que vous voulez éviter est la déformation, pas la rupture. Il est abrasif et s'imprime plus lentement que le PETG standard, ce qui se répercute sur le délai d'une grosse commande plutôt que sur le prix d'une pièce. Le guide du PETG traite du matériau de base.

ABS CF : des pièces grandes ou chaudes qui doivent rester planes

L'ABS CF résout le seul point qui rend les grandes pièces en ABS difficiles : le retrait. Un long panneau plat qui se voilerait en ABS standard garde sa forme en ABS CF, tout en conservant la tenue à la chaleur et l'usinabilité de l'ABS. Il est aussi classé Moyen en résistance aux chocs, le plus tolérant des trois si un gabarit est heurté sur une ligne. Contrairement à l'ABS standard, il ne se lisse pas à l'acétone, car la fibre reste en saillie de la surface ramollie. Le guide de l'ABS traite du matériau de base.

Tableau de décision rapide

La pièce...	Choisir
Doit maintenir une pièce en position sans fluage	Chargé fibre de carbone
Est un support en PETG qui fléchit sous charge	PETG CF
Est exposée à l'eau ou aux produits de nettoyage et doit être rigide	PETG CF
Est un long panneau plat qui se voile en ABS	ABS CF
Est proche d'une source de chaleur et doit tenir une cote	ABS CF
Sera percée ou taraudée après impression	ABS CF

Quand la fibre de carbone est le mauvais choix

La pièce doit fléchir. Les clips, charnières intégrées et attaches ont besoin de ténacité, pas de rigidité. Le Nylon PA12 est le filament pour les flexions répétées ; voir le guide du nylon PA12.
La pièce subit des chocs. Les protections et boîtiers qui tombent relèvent du polycarbonate ou du PC-ABS.
La surface est l'essentiel. Les détails esthétiques fins, la brillance ou la transparence dépassent ce qu'offre un filament chargé de fibres. Les petites pièces détaillées passent en résine.
La pièce reste dehors pendant des mois. L'ABS CF n'est pas adapté à l'extérieur, et les deux autres grades ne le sont qu'à court terme. L'ASA est le filament pour l'extérieur.

Règles de conception pour les pièces en fibre de carbone

Les règles de conception 3Descu s'appliquent aux trois grades. Les points les plus importants :

L'orientation des couches décide toujours de la résistance. La fibre rigidifie la pièce à l'intérieur de chaque couche ; la liaison entre les couches reste celle du polymère de base. Indiquez dans les notes d'où vient la charge.
Mettez la matière dans les parois. Un support rigide est rigide grâce à sa coque. Quatre ou cinq parois font plus qu'un remplissage supplémentaire ; dessinez les parois en multiples du cordon de 0.42 mm.
Exploitez la stabilité sur les pièces longues. Le PETG CF et l'ABS CF sont la réponse quand une longue pièce plate se déforme dans le grade non chargé. Les pièces très longues ont leurs propres règles, dans le guide de l'impression 3D grand format.
Filetages et trous. Utilisez des inserts thermo-sertis pour les fixations démontées plus d'une fois. Les boîtiers en ABS CF peuvent être percés ou taraudés après impression.
Finition. La surface mate masque les lignes de couche mieux que tout filament non chargé et ne demande souvent aucune finition. Ne prévoyez pas de lissage à l'acétone pour l'ABS CF.

Grades fibre de carbone et leurs polymères de base

Matériau	Chaleur	Rigidité
PETG	Moyenne	Moyenne
PETG CF	Moyenne	Élevée
ABS	Élevée	Moyenne
ABS CF	Élevée	Très élevée
Chargé fibre de carbone	Élevée	Très élevée
Nylon PA12	Élevée	Moyenne

Matériau	Choc	Extérieur
PETG	Moyen	Court terme uniquement
PETG CF	Faible	Court terme uniquement
ABS	Élevé	Non adapté
ABS CF	Moyen	Non adapté
Chargé fibre de carbone	Faible	Court terme uniquement
Nylon PA12	Élevé	Court terme uniquement

La fibre fait monter la rigidité et baisser la résistance aux chocs. Toute la gamme figure dans la vue d'ensemble des matériaux d'impression 3D.

Comment commander des pièces en fibre de carbone chez 3Descu

Étape de configuration du calculateur de devis 3Descu avec un filament chargé en fibre de carbone sélectionné comme matériau

Téléversez le fichier dans le calculateur.
Choisissez FDM, puis Carbon Fiber Filled, PETG CF ou ABS CF, une couleur et un remplissage. Augmentez le nombre de parois pour les supports et les montages.
Dans les notes, indiquez la direction de la charge, la cote qui doit tenir, et si la pièce sera percée ou taraudée.
Rechiffrez le même fichier dans les deux autres grades ; changer de matériau recalcule le prix en quelques secondes.
Envoyez. Une personne répond le jour ouvré même avec le prix confirmé.

Un grade de fibre de carbone absent de la liste, comme le PA12-CF, passe par « Custom material » : un ingénieur le source et répond avec un prix le jour ouvré même. La commande minimum est de €20 par commande, pas par pièce.

Le filament fibre de carbone en bref

Le filament fibre de carbone rend une pièce plus rigide et plus stable dimensionnellement que le même polymère non chargé, pas plus tenace.
Grades les plus rigides : le chargé fibre de carbone et l'ABS CF, tous deux classés Très élevée. Le PETG CF est classé Élevée.
PETG CF ou ABS CF : le PETG CF pour l'eau, les produits de nettoyage et les pièces en PETG qui fléchissent ; l'ABS CF pour la chaleur, les grandes pièces plates et les pièces à percer ou à tarauder.
Remplacer l'aluminium : possible pour les montages, cadres et supports où le métal a été choisi par commodité, pas pour la charge.
Finition : généralement aucune. La surface mate masque les lignes de couche, et l'ABS CF ne peut pas être lissé à l'acétone.

Un montage n'est utile que s'il est juste

Une pièce en fibre de carbone est généralement achetée pour tenir une cote, donc les contrôles comptent. Chaque devis CF chez 3Descu est lu par une personne qui vérifie le grade au regard de la façon dont la pièce va céder, et la réponse le signale si un autre grade convient mieux. Sur demande, vous recevez des photos à n'importe quelle étape de production et un rapport de contrôle dimensionnel, gratuit pour les commandes de plus de €500, issu d'un système qualité certifié ISO 9001:2015. Si une pièce livrée n'est pas conforme à la spécification convenue : réimpression ou remboursement, par écrit, selon l'article 5.5 de notre contrat de fabrication.

Devis gratuit et chiffrez le même montage dans les trois grades de fibre de carbone.