L’impression 3D FDM (Impression par dépôt de filament fondu) est fascinante, mais sa véritable magie réside dans le filament que l’on choisit. Ce « fil » de plastique ou de composite est l’équivalent de l’encre pour une imprimante traditionnelle : il est la matière première qui donne vie à vos modèles numériques. Comprendre les propriétés des différents types de filaments est crucial pour réussir vos impressions, que ce soit pour un simple prototype, une pièce fonctionnelle ou une œuvre d’art.

Le marché des filaments est vaste et en constante évolution. Voici un tour d’horizon des types les plus courants et des plus spécialisés, avec leurs avantages, inconvénients et applications.

Ces filaments sont les plus populaires et les plus accessibles pour les débutants, mais aussi pour de nombreuses applications courantes.

PLA (Acide Polylactique)

• Propriétés : Extrêmement facile à imprimer, biodégradable (en conditions de compostage industriel), faible émission d’odeurs et de fumées, faible gauchissement (warping). Disponible dans une multitude de couleurs, y compris des finitions brillantes, mates, transparentes ou même pailletées.
• Usages : Idéal pour les débutants, le prototypage rapide, les objets décoratifs, les figurines, les jouets, les modèles architecturaux, et toute pièce ne nécessitant pas une grande résistance à la chaleur ou aux chocs.
• Considérations : Relativement cassant et faible résistance à la chaleur (se ramollit à partir d’environ 60°C).

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

• Propriétés : Robuste, résistant aux chocs et à la chaleur (jusqu’à 90°C), légèrement flexible. Peut être post-traité (poncé, peint, lissé à l’acétone).
• Usages : Pièces mécaniques, boîtiers électroniques, pièces fonctionnelles nécessitant durabilité et résistance thermique, pièces de rechange.
• Considérations : Plus difficile à imprimer que le PLA, il est sujet au gauchissement (warping) et aux décollements sans un plateau chauffant (souvent 90-110°C) et idéalement une enceinte fermée. Il dégage une odeur caractéristique et des COV (Composés Organiques Volatils) lors de l’impression, nécessitant une bonne ventilation.

PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol)

• Propriétés : Souvent considéré comme le « meilleur des deux mondes » entre le PLA et l’ABS. Il est durable, résistant aux chocs et à la chaleur (jusqu’à 70°C), plus flexible que le PLA, et offre une excellente adhérence des couches pour des pièces solides. Certains grades sont certifiés pour le contact alimentaire.
• Usages : Pièces fonctionnelles, contenants alimentaires (avec précautions), objets soumis à l’humidité, prototypes exigeants, pièces extérieures (bonne résistance aux UV et à l’humidité).
• Considérations : Plus sujet au « stringing » (filaments indésirables) que le PLA, et peut adhérer très fortement au plateau.

Ces filaments sont conçus pour produire des objets qui peuvent se plier, s’étirer ou se comprimer.

TPU (Polyuréthane Thermoplastique)

• Propriétés : Très élastique, flexible (similaire au caoutchouc), résistant à l’abrasion, aux huiles et aux chocs. Sa dureté varie (indiquée par un chiffre Shore A, ex: 95A).
• Usages : Coques de téléphone, joints, pneus de drones ou robots, pièces absorbant les chocs, semelles de chaussures.
• Considérations : Plus difficile à imprimer en raison de sa flexibilité, nécessitant souvent un extrudeur de type « direct drive » et une vitesse d’impression très lente pour éviter les bourrages.

Ces matériaux offrent des propriétés avancées pour des applications industrielles ou exigeantes.

Nylon (Polyamide)

• Propriétés : Très robuste, haute résistance à l’usure, à l’abrasion, aux chocs, à la chaleur et aux produits chimiques. Offre une faible friction.
• Usages : Engrenages, charnières, pièces mécaniques soumises à de fortes contraintes, composants automobiles.
• Considérations : Extrêmement hygroscopique (absorbe l’humidité de l’air très rapidement), doit impérativement être séché avant et pendant l’impression. Nécessite un plateau chauffant et souvent une enceinte.

PC (Polycarbonate)

• Propriétés : Exceptionnellement résistant aux chocs (utilisé pour les vitres blindées), très rigide, excellente résistance à la chaleur (jusqu’à 130°C).
• Usages : Pièces techniques soumises à des contraintes extrêmes, composants pour l’éclairage, boîtiers électroniques robustes.
• Considérations : Très difficile à imprimer, nécessitant des températures d’extrusion et de plateau très élevées, et une enceinte chauffée pour éviter le gauchissement et garantir l’adhérence des couches.

HIPS (Polystyrène à fort impact) et PVA (Alcool Polyvinylique)

• Propriétés (pour les deux) : Principalement utilisés comme matériaux de support solubles. Le HIPS est soluble dans le D-Limonène (souvent utilisé avec l’ABS), et le PVA est soluble dans l’eau (idéal avec le PLA ou le PETG).
• Usages : Permettent d’imprimer des géométries complexes avec des surplombs importants ou des cavités internes, sans laisser de traces de supports.
• Considérations : Le PVA est très sensible à l’humidité et doit être stocké dans un environnement hermétique avec déshydratant. Le HIPS nécessite un solvant spécifique.

Ces filaments sont des polymères de base (PLA, ABS, PETG, Nylon…) auxquels sont ajoutées des charges pour modifier leurs propriétés.

Filaments Chargés en Fibre de Carbone, Fibre de Verre ou Aramide (Kevlar)

• Propriétés : Augmentent considérablement la rigidité, la résistance à la traction, la légèreté et la stabilité dimensionnelle.
• Usages : Pièces structurelles, drones, composants automobiles ou aérospatiaux, outils, gabarits.
• Considérations : Très abrasifs pour les buses d’imprimante ; nécessitent l’utilisation de buses en acier trempé ou rubis pour éviter une usure rapide. Peuvent être plus difficiles à imprimer et sont plus chers.

Filaments Chargés (Bois, Métal, Céramique)

• Propriétés : Donnent un aspect et une sensation plus authentiques (bois, pierre, métal). Les filaments « bois » peuvent souvent être poncés et teints. Les filaments « métal » sont composés de poudre métallique et peuvent être polis pour un effet brillant.
• Usages : Objets décoratifs, maquettes, bijoux fantaisie, sculptures.
• Considérations : Plus cassants que le PLA pur. Les particules de charge peuvent aussi être abrasives pour la buse.

Le choix du filament est aussi important que le modèle 3D lui-même. Il dépendra de plusieurs facteurs :

• L’usage final de la pièce : Doit-elle être rigide, souple, résistante à la chaleur, aux chocs, à l’eau ?
• Votre imprimante 3D : Est-elle équipée d’un plateau chauffant, d’une enceinte, d’un extrudeur direct drive, de buses adaptées ?
• Votre niveau d’expérience : Les filaments techniques demandent plus de maîtrise.
• Le budget : Le prix varie considérablement d’un type à l’autre.

Le marché des filaments 3D est en constante innovation, avec l’apparition régulière de nouveaux matériaux aux propriétés toujours plus spécifiques (conducteurs, phosphorescents, ignifugés, etc.). N’hésitez pas à expérimenter et à consulter les fiches techniques des fabricants pour découvrir le filament parfait pour chacun de vos projets.