Le PLA (acide polylactique) est un matériau de base de l'impression 3D FDM. Il s'agit d'un thermoplastique et d'un bioplastique fabriqués à partir de l'amidon de plantes telles que le maïs, les pommes de terre, le tapioca, la canne à sucre ou la pulpe de betterave. Le sucre obtenu de ces plantes est fermenté et l'acide lactique qui en résulte est transformé en PLA.
L'utilisation répandue du PLA peut être attribuée à ses nombreuses qualités, telles que son faible coût, sa longue durée de vie, sa faible température d'impression, sa non-toxicité, sa précision dimensionnelle, sa résistance et sa biodégradabilité. Pour ces raisons, les filaments PLA sont parfaits pour ceux qui débutent dans l'impression 3D, mais aussi pour la production d'articles de test et d'étalonnage, d'assemblages dimensionnellement précis, de pièces décoratives ou même d'accessoires de cosplay.
Il existe de nombreux types de filaments PLA disponibles sur le marché, depuis les types de PLA les plus basiques, en passant par divers mélanges de PLA avec du bois, de la pierre ou du métal, des PLA flexibles comme le PLA SOFT, jusqu'aux PLA spéciaux comme les PLA antibactériens, phosphorescents, transparents/translucides, multicolores, ignifuges, magnétiques, purificateurs d'air, protecteurs contre les rayons X, conducteurs, magnétiques ou thermoactifs.
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Image 1 : Vases imprimés en 3D avec Stonefil PLA par Formfutura. Source : Filament2Print.
Finitions PLA
L'impression 3D PLA offre de nombreux types de finition, notamment mate, brillante et soyeuse. Le type de finition affecte non seulement la sensation de la pièce au toucher, mais aussi sa couleur et même sa résistance et sa durabilité. Dans le cas des finitions mates et brillantes, ces effets peuvent être obtenus en modifiant les paramètres d'impression, en utilisant une machine spéciale ou en utilisant un type de filament spécifique pour la finition souhaitée. La finition soyeuse ne peut être obtenue qu'avec cette dernière méthode.
Matte
On trouve sur le marché des filaments spéciaux qui permettent d'obtenir une finition mate sur les pièces imprimées en 3D. La gamme de produits Polyterra de Polymaker en est un excellent exemple. Ce matériau est non seulement une solution écologique avec une teneur en plastique réduite, mais il offre également un résultat totalement mat et masque les lignes de la couche. Le mat est très bien adapté aux projets impliquant des détails fins, des motifs angulaires ou des pièces mobiles. Il est également utilisé dans l'impression 3D d'accessoires photographiques pour éviter les reflets lumineux indésirables.
Imagen 1: Jarrones impresos en 3D con Stonefil PLA por Formfutura. Fuente: Filament2Print.
Brillance
Une façon d'obtenir une finition brillante est d'utiliser la machine Polysher de Polymaker tout en travaillant avec son filament PolySmooth. Le processus ne prend que 10 à 30 minutes et fonctionne en entourant la pièce d'un nuage d'alcool isopropylique pour lisser les lignes de revêtement et créer un effet brillant. Le processus peut être vu dans la vidéo ci-dessous :
Vidéo 1 : Le processus de polissage avec la machine PolySher. Source : Filament2Print.
Un brillant artificiel peut être obtenu, quel que soit le matériau utilisé, en appliquant des revêtements tels que le XTC-3D de Smooth-On.
Silk
L'effet de soie ne peut être obtenu qu'en utilisant un filament PLA Silk. Il confère à la pièce une finition douce et soyeuse, parfaite pour les pièces décoratives, offrant un style élégant. L'effet soyeux est obtenu par l'ajout d'élastomères, ce qui rend le filament un peu souple et élastique, mais très durable et résistant aux fissures.
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Image 3 : Crânes imprimés avec le filament PLA Silk Gloss. Source : Filament2Print.
Applications en architecture et en génie civil
En architecture et en génie civil, l'impression 3D avec PLA est principalement utilisée pour imprimer des prototypes et des modèles détaillés et réalistes. Elle réduit le temps passé à créer manuellement des modèles à l'échelle, permet de modifier et de réutiliser rapidement les conceptions et aide les clients à mieux visualiser le projet dans sa forme finale.
Image 4 : Modèle de maison imprimé en 3D avec différentes textures. Source : 3D Forms.
Différents effets peuvent être obtenus en variant le type de filament ainsi que la finition. C'est un excellent moyen de préparer un modèle de haute qualité et d'aider le client à visualiser l'effet final en imitant les textures et les matériaux. Les filaments PLA imitant le bois, Timberfill, proposés par la société tchèque Fillamentum, ou la famille de filaments PLA StoneFill, EasyCork et EasyWood fabriqués par Formfutura, en sont un bon exemple. Ces produits imitent fidèlement les différentes textures du bois et de la pierre en contenant du liège, du granit, de la terre cuite et de l'argile. En outre, la variation de la température d'impression influence la teinte de la pièce imprimée en 3D, ce qui peut permettre d'obtenir des effets plus attrayants.
La possibilité d'appliquer différentes finitions de PLA permet d'obtenir l'effet souhaité sur des objets spécifiques, par exemple pour imiter la surface brillante d'un vase en porcelaine, le toucher mat d'un pot en argile ou la texture rugueuse et poreuse d'une sculpture en grès.
Applications de l'art et du design
L'impression 3D avec PLA est également un excellent moyen de préserver le patrimoine en imprimant en 3D des répliques ou des parties d'œuvres d'art, telles que des sculptures, en vue de leur reconstruction. Avec l'aide de la numérisation 3D, un objet endommagé dont il manque des pièces peut être scanné, reconstruit dans un logiciel de modélisation 3D, puis réparé ou remplacé dans son intégralité par un modèle imprimé en PLA. Ce processus préserve l'œuvre originale de toute dégradation ultérieure et permet même de toucher, de déplacer et d'exposer la réplique imprimée en 3D dans les musées et les expositions sans risque de dommage.
Image 5 : Numérisation d'un artefact avec le scanner 3D Einscan SE. Source : Filament2Print.
L'impression 3D a également trouvé sa place dans les studios d'art, les musées et les ateliers d'artisanat. Elle rend les processus de conception et de production beaucoup plus souples que ne le permettent les méthodes traditionnelles et permet au concepteur d'expérimenter le projet à l'infini sans gaspiller des matériaux coûteux.
Le designer peut personnaliser son travail et reproduire des pièces facilement, à un coût bien moindre et en moins de temps qu'auparavant. Dans l'industrie de la bijouterie, le PLA peut être utilisé pour créer des prototypes et des pièces finales de bijoux.
Image 6 : Bagues imprimées avec le Polymaker Polyterra mat. Source : Filament2Print.
L'impression 3D n'est pas l'avenir, elle est le présent et gagne rapidement en popularité dans le monde du design, de l'architecture, du génie civil et des arts. Le choix de la bonne finition pour un prototype ou un modèle 3D permet d'obtenir une représentation réaliste et haute fidélité de la conception. Dans le domaine artistique, la finition mate, brillante ou soyeuse peut également être un outil d'expression à part entière, permettant de créer des œuvres d'art étonnantes.
