Toute invention commence par une expérience et est considérée comme révolutionnaire à un certain degré. La fabrication additive n'est pas différente à cet égard, et l'aspect expérimental et révolutionnaire des nouveaux matériaux et technologies de l'impression 3D est toujours très frappant et passionnant. Cela s'explique par le fait que l'impression 3D est relativement nouvelle, mais qu'elle se développe à un rythme vraiment stupéfiant, principalement parce que de plus en plus de secteurs et d'entreprises décident d'entrer dans l'industrie 4.0 avec l'aide de l'AM. Cela signifie une immense variété de besoins à satisfaire et de défis à relever.
Dix années productives sur le marché de l'impression 3D
Il y a 10 ans, alors que le marché de l'impression 3D ne proposait que du PLA et de l'ABS, un ingénieur allemand, Kai Parthy, a lancé son premier filament appelé LayWoo-D3. À l'époque, c'était le premier filament en bois sur le marché et l'inventeur lui-même a suscité l'intérêt de la communauté de l'impression 3D. Son invention suivante, LayBrick, a encouragé d'autres fabricants à commencer à expérimenter également des filaments en bois et en céramique. Aujourd'hui, on peut dire sans se tromper que Kai Parthy n'a pas déçu, puisqu'il n'a cessé de fournir des filaments d'impression 3D et d'autres inventions, comme un hotend bicolore ou des solutions anti-warping.
Le catalogue de Lay Filaments
Le catalogue de Lay Filaments se compose de plus de 10 filaments innovants (dont certains avec des variantes) aux propriétés intéressantes, souvent encore inégalées sur le marché de l'impression 3D. Les filaments Lay ont des utilisations très uniques et pratiques, et le plus souvent, ils donnent un objet qui n'a pas du tout l'air imprimé en 3D, ce qui dans certaines applications peut être un avantage. Tous les filaments de Kai Parthy sont des produits de haute qualité soumis à des tests approfondis avant leur lancement sur le marché. Parmi les filaments Lay les plus inventifs, citons GrowLay, la série LayWood, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, la série PoroLay et la série LayAway.
GrowLay
Au moment de son lancement, le filament GrowLay était un matériau encore jamais vu dans l'impression 3D. Il s'agit d'un filament microcapillaire biodégradable qui peut absorber l'eau, l'engrais liquide, les graines et le substrat, ce qui explique qu'il puisse servir de structure pour faire pousser des plantes, des champignons, du lichen, de la mousse et même du fromage.
Image 1 : Pièces imprimées en 3D avec le filament GrowLay brun et blanc. Source : Lay Filaments.
Il est proposé en deux options - GrowLay brun et GrowLay blanc. Toutes deux peuvent être teintées avec des colorants alimentaires et stérilisées (jamais thermiquement), ce qui les a rendues très populaires auprès des centres de recherche, des institutions pharmaceutiques et même des chefs créatifs.
Vidéo 1 : Comment imprimer en 3D avec le filament Brown GrowLay. Source : RucklerSaga.
Alors que le GrowLay brun contient des cellules de bois naturel dans sa composition, le GrowLay blanc n'en contient pas, ce qui se traduit par une résistance à la traction et une rigidité plus faibles. Cela le rend légèrement plus difficile à imprimer en 3D et, pour cette raison, il est recommandé à ceux qui ont de l'expérience avec le Brown GrowLay.
La série LayWood
LayWoo-D3 est le filament avec lequel tout a commencé en 2012. Ce filament est composé de 40% de fibres de bois et son état de surface est similaire à celui du bois. Il peut être poncé et peint et change de couleur en fonction de la température d'extrusion, ce qui le rend parfait pour l'impression 3D de pièces décoratives comme la décoration intérieure ou les moulures en bois.
Image 2 : LayWoo-D3 (à droite) et LayWood Flex (à gauche) de Lay Filaments. Source : Lay Filaments.
Laywood Flex a été créé à partir de LayWoo-D3 en ajoutant des composants flexibilisants. Il est composé de 35 % de fibres de bois, d'un liant polymère et d'un flexibilisateur. Comme le Laywoo-D3, il peut être poncé et peint, et la température d'extrusion modifie sa flexibilité et sa couleur, ce qui peut être utilisé pour recréer l'effet des anneaux de croissance annuels.
LayBrick et LayCeramic
LayBrick est composé de grès et d'un liant polymère, et son état de surface ressemble à celui de la pierre ou de la céramique, bien qu'il ne s'agisse pas d'un filament céramique en termes de propriétés. Sa rugosité augmente ou diminue en fonction de la température d'extrusion. Comme LayWood, LayBrick est parfait pour l'impression de pièces 3D décoratives, ou pour l'impression de modèles architecturaux.
Image 3 : Les filaments LayBrick (à gauche) et LayCeramic (à droite) par Kai Parthy. Source : Lay Filaments.
LayCeramic, quant à lui, est un filament aux propriétés céramiques réelles. Un objet imprimé en 3D avec ce filament doit être soumis à un processus de déliantage et de frittage afin d'éliminer le liant polymère pour rendre la pièce entièrement céramique. Ensuite, la pièce peut subir un traitement supplémentaire (par exemple, un émaillage) pour lui donner un aspect céramique.
Reflect-o-Lay
Reflect-O-Lay est un filament composé de PLA semi-flexible et de perles rétroréfléchissantes, une autre des inventions de Kai Parthy. Le filament est rempli de millions de pigments réfléchissants qui brillent intensément lorsqu'ils sont éclairés par une torche ou les phares d'une voiture, quel que soit l'angle.
Vidéo 2 : la théorie derrière le filament Reflect-O-Lay. Source : Lay Filaments.
Reflect-O-Lay peut être utilisé pour imprimer en 3D des accessoires de vélo ou de signalisation passive pour la visibilité et la sécurité routière, ou encore des accessoires cool qui brillent dans le noir. Les pièces imprimées en 3D avec Reflect-O-Lay sont flexibles et lavables, elles peuvent donc être collées ou cousues sur des vêtements et lavées sans risque de perdre leurs propriétés réfléchissantes.
SoLay
Solay est un filament aussi élastique que le caoutchouc (dureté Shore 90A) et est destiné à être utilisé de manière similaire au caoutchouc, par exemple dans les semelles de chaussures, les ceintures ou les bracelets. Il a été développé en pensant au secteur textile, mais il peut être utilisé dans d'autres industries, tant pour le prototypage que pour l'impression 3D de pièces à usage final. Il est parfait pour l'impression 3D de chaussures expérimentales car il peut être peint (à la fois le filament et la pièce imprimée) avec des encres à base d'alcool.
Image 4 : Teinture d'une pièce imprimée en 3D avec le filament Solay. Source : Lay Filaments.
Il est facile à imprimer en 3D et il est recommandé de le faire sur une imprimante 3D avec un extrudeur direct (meilleur pour les filaments flexibles), comme l'imprimante Raise 3D Pro2 ou l'imprimante Creality CR-10.
MoldLay
MoldLay est la dernière nouveauté de Kai Parthy. Il s'agit d'un filament aux propriétés semblables à celles de la cire. Il a été conçu pour imprimer des moules 3D pour la fonte à la cire perdue ainsi que des moules permanents pour les métaux. Il ne présente pratiquement aucune déformation et ne nécessite pas de lit chauffant pour l'impression 3D. Dans la méthode de moulage à la cire perdue, le moule est entouré de béton et le modèle en filament fond à l'intérieur, laissant une forme à remplir avec le métal fondu souhaité.
Vidéo 3 : Moulage à la cire perdue avec le filament MoldLay. Source : Lay Filaments.
Une fois la pièce terminée, le béton restant peut être retiré en immergeant la pièce dans un bain d'acide citrique pendant quelques heures. MoldLay rend le processus de moulage plus simple, plus abordable et plus rapide que le moulage traditionnel à la cire perdue. Elle n'émet pas de fumées toxiques lorsqu'elle est fondue et ne nécessite aucun équipement spécialisé, car MoldLay peut être cuite dans un four de cuisine ordinaire.
La série PoroLay
Lay-Fomm et Gel-Lay sont deux filaments très particuliers de la famille PoroLay. Les matériaux de la famille PoroLay ont été conçus pour l'impression 3D d'objets microporeux, flottants et extensibles de type mousse, caoutchouc ou cuir.
Lay-Fomm, disponible en deux options : LayFomm 40 (dureté Shore de 40A) et LayFomm 60 (Shore 60A), est très poreux et partiellement soluble. Il est composé d'un polymère et de PVA, un matériau soluble. L'objet imprimé en 3D est rigide et résistant, mais lorsqu'il est placé dans l'eau, le PVA se dissout et il reste un objet en caoutchouc élastique microporeux. Ce procédé est idéal pour l'impression 3D d'objets élastiques de type éponge, par exemple une simulation de vie marine. Plus le temps de trempage est long, plus l'objet devient flexible. De plus, les pièces imprimées en 3D avec LayFomm peuvent être mouillées avec d'autres liquides tels que de l'huile, de la glycérine, des encres, des solutions salines, des liquides ioniques ou pour être électriquement conductrices.
Vidéo 4 : Une éponge imprimée en 3D avec le filament LayFomm. Source : Lay Filaments.
GelLay, quant à lui, imite la gélatine lorsqu'il entre en contact avec l'eau. Il est composé d'un élastomère TPE et d'un PVA soluble. Il est très utile pour l'impression 3D d'objets mous pour des applications où le contact avec l'eau et la flottabilité sont nécessaires, par exemple en biomécanique.
Vidéo 5 : Impression 3D avec le filament GelLay par Kai Parthy. Source : Lay Filaments.
L'objet imprimé en 3D est solide et rigide mais une fois rincé ou immergé dans l'eau, le PVA du GelLay est dissous et l'objet acquiert des propriétés gélatineuses. De même que le filament LayFomm, le filament GelLay peut être humidifié avec des liquides autres que l'eau, tels que l'huile, la glycérine, les encres, les solutions salines, les liquides ioniques ou pour être électriquement conducteur.
La série LayAway
La série LayAways est une famille de matériaux de support de kai Parthy et elle est formée par EthyLay, High-T-Lay (anciennement connu sous le nom de Chamberlay), LayCloud et LayPVA. Les matériaux de support permettent d'obtenir des structures complexes et compliquées lors de l'impression 3D avec la technologie FDM. Une fois l'objet imprimé en 3D, le support est retiré manuellement ou par dissolution. Pour l'impression 3D avec des matériaux de support, il faut une imprimante 3D dotée d'un double extrudeur, comme l'imprimante BCN Epsilon W27 ou l'imprimante Raise3D E2.
High-T-Lay, anciennement Chamberlay, est un filament support haute température soluble dans l'eau pour les matériaux ayant une température de ramollissement élevée. Il peut être combiné avec des matériaux techniques tels que le PC ou le POM ainsi qu'avec des filaments standard tels que l'ABS grâce à sa température d'extrusion de 240 ºC et à sa capacité à supporter des températures de chambre d'environ 100 ºC pendant des périodes prolongées. High-T-Lay peut être dissous dans l'eau, ce qui signifie qu'il ne nécessite pas une zone de travail ventilée, ce qui est le cas lorsqu'on travaille avec du D-Limonène, un solvant nécessaire lorsqu'on travaille avec d'autres matériaux de support comme le HiPS.
Image 5 : Le matériau de support High-T-Lay pour les matériaux à haute température. Source : Lay Filaments.
LayCloud est le premier matériau de support du marché spécifiquement conçu pour être utilisé avec des filaments flexibles ou semi-flexibles tels que le TPU et le TPE. Il peut être imprimé à des températures allant jusqu'à 240°C et se dissout aussi bien dans l'eau chaude que dans l'eau froide, bien que l'eau chaude accélère le processus. Puisqu'il est soluble dans l'eau, il offre un avantage pratique pour soutenir les matériaux tels que le HiPS qui nécessitent du D-Limonène comme solvant, une substance qui doit être utilisée dans des zones bien ventilées avec un équipement de protection.
Image 6 : Le matériel de support LayCloud de la série LayAway. Source : Lay Filaments.
LayPVA est un autre filament soluble de Kai Parthy. Le PVA (acétate de polyvinyle) est un matériau soluble dans l'eau souvent utilisé comme support. Il n'émet pas de fumées toxiques, est incolore et peut être dissous dans l'eau chaude et froide, et, comme pour le LayCloud, l'eau chaude dissout le LayPVA plus rapidement. Il est légèrement plus rigide que les autres filaments PVA, ce qui le rend plus facile à imprimer. Il est conçu pour être utilisé avec le PLA, l'ABS et le Nylon. Le LayPVA a été conçu pour être plus résistant aux déformations dues à la chaleur et à la dégradation thermique à l'intérieur de l'extrudeuse, ce qui tend à être un problème avec les autres filaments PVA. Il peut donc être utilisé avec des imprimantes 3D dotées d'un lit chauffant et continuer à bien adhérer.
Matériaux d'impression 3D uniques et visionnaires
Kai Parthy est un créateur de matériaux extrêmement créatif et prolifique. Il introduit un nouveau filament inimaginable environ tous les ans, et compte désormais une douzaine de matériaux originaux et inégalés dans son portefeuille.
Les filaments Lay sont des filaments très polyvalents et peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs, par des utilisateurs ayant différents degrés de compétence, et pour de nombreuses applications telles que des moules, des supports, des bases de culture de plantes, des articles décoratifs en bois et en céramique, des textiles, des accessoires de sécurité routière ou encore des éponges et des objets gélatineux.
La communauté de l'impression 3D attend avec impatience le prochain matériau ingénieux de Kai Parthy. Que les 10 prochaines années de son travail apportent d'autres filaments de pointe pour les nouveaux besoins qui apparaissent chaque jour dans la fabrication additive.
