Matériaux d'impression 3D pour pièces fonctionnelles comparés

Un matériau d'impression 3D pour une pièce fonctionnelle se choisit selon ce que la pièce doit supporter en service : chaleur, charge, flexions répétées, soleil ou produits chimiques. Pour la plupart des pièces fonctionnelles en intérieur, la réponse est le PETG. Les pièces qui chauffent passent à l'ABS, au PC-ABS ou au polycarbonate, les pièces qui vivent en extérieur passent à l'ASA, et les pièces qui s'usent ou fléchissent des milliers de fois passent au nylon PA12.

Chaque autre matériau de la gamme répond à un problème plus ciblé, et le tableau ci-dessous montre lequel. Nous les imprimons tous sur un parc de 200+ imprimantes à Targu-Jiu, en Roumanie, dans le cadre d'un système qualité certifié ISO 9001:2015, et le calculateur chiffre chacun d'eux sur votre propre fichier.

Devis gratuit : chiffrez la même pièce dans deux ou trois matériaux avant de vous engager.

Comparatif des filaments pour pièces fonctionnelles

Ce sont nos classements pratiques, volontairement qualitatifs, et les mêmes que ceux de chaque page matériau, où chaque matériau indique aussi les usages pour lesquels il ne convient pas.

Matériau	Chaleur	Rigidité
PLA	Faible	Élevée
PETG	Moyenne	Moyenne
PETG CF	Moyenne	Élevée
ABS	Élevée	Moyenne
ABS CF	Élevée	Très élevée
ASA	Élevée	Moyenne
Nylon PA12	Élevée	Moyenne
Chargé en fibre de carbone	Élevée	Très élevée
Po­ly­car­bo­nate (PC)	Très élevée	Élevée
PC-ABS	Élevée	Élevée
TPU	Moyenne	Souple par concep­tion

Matériau	Chocs	Extérieur / UV
PLA	Faible	Ne convient pas
PETG	Moyenne	Court terme seulement
PETG CF	Faible	Court terme seulement
ABS	Élevée	Ne convient pas
ABS CF	Moyenne	Ne convient pas
ASA	Élevée	Convient
Nylon PA12	Élevée	Court terme seulement
Chargé en fibre de carbone	Faible	Court terme seulement
Po­ly­car­bo­nate (PC)	Très élevée	Court terme seulement
PC-ABS	Très élevée	Ne convient pas
TPU	Élevée	Court terme seulement

Matériau	Eau et produits chimiques
PLA	Non classé
PETG	Résiste à l'eau et à la plupart des produits ménagers
PETG CF	Même ré­sis­tance que le PETG
ABS	Ramolli par l'acétone, ce qui permet de le lisser
ABS CF	Non classé
ASA	Non classé
Nylon PA12	Absorbe l'hu­mi­di­té de l'air
Chargé en fibre de carbone	Non classé
Po­ly­car­bo­nate (PC)	Non classé
PC-ABS	Non classé
TPU	Non classé

Matériau	Usage fonc­tion­nel typique
PLA	Maquettes d'ajus­te­ment et de concept, gabarits à usage unique
PETG	Boîtiers, supports et fixations en intérieur
PETG CF	Supports rigides, gabarits qui ne doivent pas fléchir
ABS	Pièces proches d'une élec­tro­nique qui chauffe, pièces à percer ou à tarauder
ABS CF	Outillage, grands panneaux plats, pièces proches d'une source de chaleur
ASA	Boîtiers ex­té­rieurs, fixations, gar­ni­tures ex­té­rieures
Nylon PA12	En­gre­nages, char­nières, clips, pièces d'usure
Chargé en fibre de carbone	Montages qui doivent tenir leur position, châssis
Po­ly­car­bo­nate (PC)	Gabarits haute tem­pé­ra­ture, pro­tec­tions contre les chocs, pièces struc­tu­relles
PC-ABS	Pièces in­té­rieures au­to­mo­biles, boîtiers qui prennent des chocs
TPU	Joints, gar­ni­tures d'étan­chéi­té, poignées, butées

"Non classé" signifie que nous ne classons pas ce matériau face aux produits chimiques. Si une pièce sera en contact avec un fluide précis, nommez-le dans les notes du devis et nous répondons pour ce fluide plutôt que pour une catégorie.

Chaleur, rigidité et chocs sont trois questions différentes

"Résistant" dans un cahier des charges désigne généralement l'une de trois choses distinctes, et les matériaux ne se classent pas de la même façon sur chacune.

La rigidité est la résistance à la flexion. Un montage qui fléchit sous l'effort de serrage a échoué même si rien n'a cassé. Les matériaux chargés en fibre de carbone et l'ABS CF sont les plus rigides de la gamme.

La résistance aux chocs consiste à encaisser un coup sans se fissurer. Le polycarbonate et le PC-ABS sont en tête. Rigidité et résistance aux chocs tirent en sens inverse : la fibre rend une pièce plus rigide et moins tolérante à un choc violent.

La résistance à la chaleur consiste à rester rigide à chaud. Le PLA est rigide mais ramollit à des températures qu'atteint une voiture fermée en été, donc une pièce en PLA près d'un moteur ou dans un véhicule se déformera.

Une pièce imprimée est aussi plus résistante dans le sens d'une couche et plus faible entre les couches, alors indiquez dans les notes du devis d'où vient la charge.

PETG, PLA ou ABS pour les pièces fonctionnelles courantes

Le PETG est le choix par défaut raisonnable pour une pièce qui sera manipulée, fixée ou mouillée. Il plie avant de casser, ses couches adhèrent fortement entre elles et il résiste à l'eau et aux produits de nettoyage. Consultez la page PETG pour la liste complète des bons et mauvais usages.

Le PLA garde bien ses dimensions car il ne se rétracte presque pas en refroidissant. C'est le bon choix pour les essais d'ajustement et les pièces d'exposition, et le mauvais pour tout ce qui chauffe, vit en extérieur ou subit une charge prolongée, car il casse net au lieu de plier.

L'ABS est le thermoplastique technique classique : résistant à la chaleur, résistant aux chocs, et facile à percer, tarauder, coller ou lisser après impression. Il se rétracte en refroidissant, donc les longues pièces plates en ABS demandent des nervures ou une ligne de découpe.

ASA ou ABS pour les pièces d'extérieur

L'ASA est un ABS reformulé pour résister au soleil. Il conserve la résistance à la chaleur et aux chocs et perd le jaunissement et le farinage qui mettent fin à une pièce en ABS laissée dehors. Si une pièce vit en extérieur plus d'une saison, l'ASA est presque toujours la réponse, et l'écart de prix avec l'ABS est faible. La résistance aux UV tient au polymère, pas à la couleur, donc une pièce en ASA noire et une claire vieillissent de la même façon. Le PETG ne tient en extérieur qu'à court terme.

Nylon PA12 pour les pièces qui s'usent, glissent et fléchissent

Une pièce en PETG qui casse toujours au même endroit après un usage répété a un problème de fatigue, pas de résistance. Le nylon PA12 est le filament des engrenages, cames, bagues, charnières intégrées et clips : plus tenace et plus résistant à la fatigue que les styréniques, avec une surface naturellement peu frottante. Il absorbe l'humidité de l'air, alors prévoyez des jeux un peu plus larges que pour le PLA.

Chargé en fibre de carbone, PETG CF et ABS CF

Les fibres de carbone courtes apportent rigidité et stabilité dimensionnelle, au prix de la ténacité. Les trois filaments chargés en fibres sortent mats et légèrement texturés, ce qui masque les lignes de couche.

• Le filament chargé en fibre de carbone est le choix pour les gabarits et montages qui doivent tenir leur position sans fluer.

• Le PETG CF est l'évolution logique quand un support en PETG garde sa forme au repos mais plie sous la charge. Il conserve la résistance du PETG à l'eau et aux produits de nettoyage et se déforme beaucoup moins sur les géométries longues et plates.

• L'ABS CF résout le retrait qui fait voiler les grandes pièces en ABS, tout en conservant la résistance à la chaleur et l'usinabilité de l'ABS. Contrairement à l'ABS standard, il n'accepte pas le lissage à l'acétone.

Polycarbonate et PC-ABS pour la chaleur et la charge

Le polycarbonate est en tête de la gamme pour la résistance à la chaleur et aux chocs. Il reste rigide là où l'ABS ramollit et encaisse un choc violent sans éclater. Il s'imprime lentement à haute température, donc il demande plus de temps machine que la même pièce en PETG. Spécifiez-le quand la pièce a une température de service ou une charge définie, sinon l'ABS ou le PETG fait le travail pour moins cher.

Le PC-ABS conserve l'essentiel de la ténacité et de la résistance à la chaleur du polycarbonate tout en s'imprimant davantage comme l'ABS. C'est l'option intermédiaire pratique pour les pièces intérieures automobiles et les grandes pièces techniques pour lesquelles le polycarbonate serait trop lent.

TPU pour les pièces qui doivent se déformer

Le TPU est le seul filament de la gamme qui plie et reprend sa forme. Il sert aux joints, garnitures d'étanchéité, poignées, butées et pieds. L'épaisseur des parois détermine sa fermeté davantage que le remplissage, et il s'imprime lentement, donc une pièce en TPU coûte plus en temps machine que sa taille ne le laisse penser. C'est le mauvais choix pour les filetages ou pour tout ce qui doit tenir une cote sous charge.

Les résines et quand une pièce fonctionnelle en a besoin

L'impression résine durcit un photopolymère liquide couche par couche. Elle produit des détails bien plus fins et une surface plus lisse que n'importe quel filament, dans un volume d'impression de 300 x 250 x 250 mm. La résine durcie est plus fragile que le filament et se dégrade au soleil, donc la résine convient aux pièces détaillées et aux prototypes plutôt qu'aux composants mécaniques en service.

Résine	Caractère	Usage typique
Résine standard	Grand détail, surface lisse	Maquettes visuelles, pro­to­types
Résine tenace	Ré­sis­tance et tenue aux chocs su­pé­rieures dans la gamme résine	Pro­to­types fonc­tion­nels, essais de clips
Résine souple	Type ca­ou­tchouc	Poignées dé­taillées, joints et gar­ni­tures d'étan­chéi­té
Résine cal­ci­nable	Conçue pour la fonte à cire perdue	Modèles de bi­jou­te­rie et dentaires
Résine lavable à l'eau	Nettoyage facile	Pro­to­types po­ly­va­lents

Si une pièce demande des détails plus fins que ce qu'une buse de 0,42 mm peut déposer, c'est une pièce en résine. Si elle doit fléchir de façon répétée, porter une charge ou vivre à la lumière du jour, elle relève du filament.

Ce que ce comparatif laisse volontairement de côté

Cet article ne contient ni valeurs de traction, ni températures de fléchissement sous charge, ni tolérances dimensionnelles. Une pièce imprimée n'a pas les propriétés de la bobine dont elle est issue : orientation, hauteur de couche, parois et remplissage modifient tous le résultat, et nous n'avons pas encore mesuré d'éprouvettes sorties de nos propres machines. Nous préférons ne rien publier plutôt qu'une valeur de fiche technique qui reviendrait sous forme de pièce refusée. Quand une livraison doit respecter une exigence mesurée, un rapport de contrôle qualité est disponible sur demande, gratuit pour les commandes de plus de 500 €.

Si le matériau dont vous avez besoin ne figure pas dans la liste, par exemple une qualité antistatique (ESD), choisissez "Custom material" dans le calculateur et saisissez son nom exact. Il n'est pas chiffré automatiquement : un ingénieur le source et répond avec un vrai prix le jour ouvré même.

Devis gratuit : téléversez votre fichier, choisissez deux matériaux candidats et comparez les prix côte à côte.