Choisir les bons matériaux pour l'impression 3D SLA

En impression 3D, choisir les bons matériaux peut être un processus compliqué et parfois déroutant. Il y a tellement de propriétés différentes à considérer et de terminologie complexe à traiter. Il n'y a pas de matériau magique qui fonctionne bien dans tous les domaines, la force dans un domaine entraîne généralement une faiblesse dans d'autres domaines. Il est donc important de connaître les avantages et inconvénients relatifs de chaque caractéristique. Cet article guidera le processus de sélection du bon matériel et donnera un aperçu détaillé des matériaux spécifiques proposés par ProtoFab.

Tout d’abord, examinons quelques-unes des principales propriétés à prendre en compte lors de l’impression 3D par contrat de niveau de service.

Force et robustesse

Les concepts de résistance et de robustesse sont assez larges et couvrent une gamme de propriétés différentes. L'une des meilleures mesures de la résistance d'un matériau est sa résistance à la traction. C'est une mesure de la force nécessaire pour étirer un matériau jusqu'à sa rupture. Le module de traction (module de Young) est associé à cette mesure. Il s'agit de la mesure de la force nécessaire pour déformer un matériau (autrement dit, sa rigidité).

Dans les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique, il est généralement essentiel que les matériaux ne se déforment pas du tout et ne se cassent pas et ne se cassent pas sous la pression. Les gens souhaitent donc généralement que ces valeurs soient élevées. Un autre aspect de la résistance est la résistance aux chocs, qui permet de mesurer la résistance d'un matériau aux chocs et aux chutes. Les matériaux rigides ayant un module de traction élevé ont souvent des performances médiocres à cet égard car ils absorbent peu la force. Par conséquent, ce qui rend une pièce "robuste" est complexe et comporte de nombreuses facettes.

Flexibilité et fragilité

La flexibilité et la fragilité sont étroitement liées à la résistance et constituent l'une des propriétés les plus essentielles de tout matériau. La résistance à la traction n'est pas le seul moyen d'évaluer si un matériau est robuste ou non. Le module de flexion, la résistance à la flexion et l'allongement à la rupture ou tous les bons indicateurs de la flexibilité ou de la fragilité font partie. La résistance à la flexion et le module de flexion sont les mêmes que la résistance à la traction et le module de traction, sauf qu'ils constituent une mesure de la force nécessaire pour plier une pièce plutôt que de la séparer. L'allongement à la rupture est le pourcentage d'extension possible d'une pièce avant sa séparation. Les matériaux très flexibles peuvent être allongés de plus de 25% sans rupture, alors que les parties particulièrement fragiles peuvent casser après avoir été allongées de 5% seulement.

Les pièces extrêmement rigides ont tendance à se briser soudainement, tandis que les pièces ayant un certain degré de flexibilité peuvent être capables de résister à des forces beaucoup plus élevées avant de se rompre. Cependant, dans de nombreux contextes, la rigidité est cruciale, de sorte qu'il y aura toujours un certain compromis entre ces propriétés connexes. Pour les assemblages à enclenchement rapide, la fragilité est la caractéristique à éviter, la flexibilité est donc indispensable, même si cela implique de sacrifier la résistance ultime par d'autres mesures.

Résistance à la chaleur

La résistance à la chaleur est une propriété qui peut être essentielle dans certaines applications, mais qui est parfois aussi sans importance. Les matériaux doivent donc être choisis en conséquence. La résistance à la chaleur a tendance à se faire au détriment de la fragilité. Par conséquent, si les performances thermiques ne sont pas nécessaires, il est souvent préférable d'éviter les matériaux spécialisés. Avec le bon type de post-cure, nous avons des matériaux qui garderont leur forme même à plus de 200 degrés Celsius, alors que nos matériaux flexibles vont commencer à se déformer aux alentours de 30 degrés. La disparité de performance à cet égard est donc considérable.

Couleur et transparence

Les résines SLA ne sont généralement disponibles qu'en blanc pur, blanc cassé ou transparent. Chez ProtoFab, nous appelons cette couleur blanc cassé ivoire. Les pièces peuvent être peintes en post-traitement si souvent que la couleur du matériau n’est pas importante du tout, mais parfois, les clients souhaitent minimiser le post-traitement ou ont des raisons spécifiques d’éviter la peinture (par exemple dans les applications dentaires). Dans de tels cas, le blanc pur est parfois préféré à l'ivoire. Les résines transparentes sont plus difficiles à produire et certaines propriétés mécaniques devront être sacrifiées pour obtenir cet effet. Cependant, notre série Clear résiste assez bien à la résistance de nos autres matériaux opaques et convient à la plupart des applications, à l'exception des assemblages à encliquetage.

Résumé des documents ProtoFab ProtoFab

ProtoFab propose actuellement 10 matériaux différents dans 5 familles différentes. Examinons chacune d’elles tour à tour et résumons rapidement leurs principales forces et faiblesses.

Comme ABS

L'ABS est un pilier du moulage par injection et du prototypage en général, et il peut être reproduit de près en tant que résine imprimable pour SLA. Nos formules W et ABS L1, qui ressemblent à de l'ABS, conviennent parfaitement à une très large gamme d'applications. Par rapport à nos autres matériaux, ils n’excellent pas dans une propriété en particulier, mais ils n’ont pas non plus d’inconvénients majeurs. La Formule W et la Formule L1 sont un excellent choix pour les modèles à usage général et pour les pièces automobiles.

• Formule W: de couleur blanche et offrant une performance solide dans tous les domaines.
• Formule L1: couleur ivoire plutôt que blanc pur. Très similaire à la Formule W mais légèrement plus fort et avec une meilleure résistance à l'humidité.

Résistant à la chaleur

Parfois, les pièces doivent pouvoir résister à une variété de conditions thermiques, et c'est ce que notre série résistant à la chaleur est formulée pour faire. Comme mentionné précédemment, la résistance à la chaleur peut conduire à la fragilité. Nous proposons donc trois matériaux différents pour tenter de répondre à la plus large gamme de scénarios possible. Ces trois matériaux sont parfaits pour les tests en soufflerie.

• Magna W120: offre de loin la meilleure performance thermique de tous nos matériaux lorsque 2 heures de post-traitement thermique à 160 degrés sont appliquées. Cette étape maximise les propriétés mécaniques de la pièce et donne une pièce pouvant résister à des températures extrêmes. Même sans cette post-cure supplémentaire, il résiste bien à la chaleur. Le principal inconvénient de Magna W120 est qu’il est assez rigide et fragile, plus que les Magna L100 et Magna L90. Magna W120 est une couleur blanche attrayante, tandis que les deux autres matériaux de cette série sont de couleur ivoire.
• Magna L100: Sans post-durcissement thermique, le Magna L100 présente une meilleure résistance à la chaleur que le Magna W120 (avec un processus de post-durcissement thermique, le W120 est considérablement meilleur). Il est également beaucoup moins fragile que le Magna W120 et offre de meilleures performances globales.
• Magna L90: Très similaire au Magna L100 mais avec une résistance à la chaleur légèrement inférieure et une résistance aux chocs légèrement supérieure.

Dur et Durable

Pour certaines applications spécialisées, nos résines de type ABS habituelles peuvent ne pas être assez solides et, pour de tels cas, nous proposons la série Tough and Durable. La résistance à la traction est similaire à celle de notre série de type ABS, mais la série Tough and Durable offre de bien meilleures performances en termes d’allongement à la rupture et de résistance aux chocs.

• Robusta G: C'est le plus résistant de tous nos matériaux et il est capable de résister à des coups extrêmement forts ou à des chutes de grande hauteur. Ses principaux inconvénients sont des performances thermiques relativement médiocres et une précision d'impression légèrement inférieure.
• Robusta LR: Pas aussi solide que le Robust G en termes de résistance aux chocs et d'allongement à la rupture, mais possède une résistance à la traction et un module de flexion supérieurs. Les performances thermiques sont également meilleures que celles du Robusta G et il n’ya aucun problème de précision lors de l’impression.

Clair

La principale propriété de notre série Clear est que le matériau est transparent, mais ces résines tiennent également bien dans leurs autres propriétés mécaniques. Il existe deux matériaux dans la série Clear, chacun offrant différentes spécialisations et applications.

• Clara E: Semblable à l'ABS en termes de force et de performance globale. Clara E est excellente pour le casting d'investissement. Bien que ce soit transparent, ce n'est pas aussi clair que Clara S.
• Clara S: Similaire à Clara E mais encore plus clair. Ses propriétés mécaniques ressemblent généralement à celles de Clara E, bien que Clara S soit davantage conçue pour les modèles à usage général et qu’elle soit adaptée aux pièces automobiles.

Type polypropylène

Enfin, nous avons notre série semblable au polypropylène, qui est formulée pour donner de la flexibilité.

• Flexa W: Ce matériau est beaucoup plus flexible que tous nos autres matériaux et se démarque par nombre de ses propriétés mécaniques par rapport au reste de notre gamme. Par exemple, ses performances en termes de résistance à la flexion, d'allongement à la rupture et de résistance aux chocs sont nettement meilleures, et ses valeurs de résistance à la traction, de module de traction et de flexion sont bien inférieures. En d'autres termes, il est extrêmement difficile de casser mais très facile de se plier et de fléchir. Cela le rend parfait pour les assemblages par encliquetage et de nombreuses autres applications spécialisées dans lesquelles il est nécessaire d'éviter la fragilité et les ruptures, ou lorsqu'un matériau plus souple et donnant plus est nécessaire. Ses principaux inconvénients sont sa faible résistance à la chaleur et à l'humidité par rapport à nos autres matériaux. Il ne peut pas non plus être imprimé avec autant de précision que d’autres matériaux moins souples.

Flewa W

Vous pouvez télécharger ci-dessous notre guide de sélection de matériaux pour consulter le résumé des propriétés de chacun des matériaux que nous proposons.