Textures et finitions spéciales: Le bois conquiert l'impression 3D

Image 1: Pièce imprimée avec du filament de bois. Source: Fillamentum.

En 2012 le monde de l'impression 3D reçoit un nouveau matériel de la main du fabricant allemand Kai Parthy, il avait développéle filament en bois LayWoo-D3, le premier filament avec aspect en bois réel. Ce filament contient 40 % en bois recyclé et le reste de polymères d'union. Son utilisation est similaire à celle du PLA avec la particularité dont le LayWoo-D3 change d'une couleur en fonction de la température d'impression, à 180 ºC a une couleur claire et à 245 ºC présente une couleur plus foncée. En outre, étant donné qu’il y a un pourcentage aussi élevé de bois, on peut facilement découper, poncer ou même peindre ce matériau, ce qui en fait un matériau idéal pour les impressions en 3D de maquettes ou de figures qui doivent ressembler, le toucher et même l’odeur du bois.

Actuellement, il existe différents matériaux pour l'impression 3D FDM avec des fibres de bois, comme la gamme de filaments Timberfill du fabricant tchèque Fillamentum, ou la famille de filaments Easywood du fabricant Formfutura. Tous ont un pourcentage élevé de fibres de bois dans leur composition, et le polymère de liaison qui lie ces fibres est le PLA (acide polylactique).

L'utilisation du PLA comme polymère liant, donne à ces filaments la facilité d'impression de ce matériau ; l'un des plus utilisés dans l'impression 3D FDM en raison de sa simplicité, de ses bonnes propriétés, et qui ne nécessite pas de lit chaud, de sorte qu'il peut être imprimé dans presque toutes les imprimantes 3D FDM sur le marché.

En outre, le PLA est un biopolymère biodégradable obtenu à partir de ressources naturelles ; plus précisément, il est obtenu à partir de l'amidon extrait du maïs, de la betterave et du blé.

Depuis l'arrivée sur le marché des filaments de bois, ils sont l'un des matériaux les plus recherchés dans l'impression 3D FDM en raison de leur texture et de leur finition, semblables à celles du bois véritable. C'est pourquoi des fabricants de filaments tels que Formfutura ont développé de nouvelles gammes de filaments qui, grâce à leur composition, simulent différents matériaux tels que le liège, le granit ou la terre cuite.

Un exemple en serait EasyCork. L'EasyCorck est un filament à base de PLA et de particules de liège, qui confère à ce matériau certaines de ses propriétés les plus reconnaissables : faible densité, haute résistance aux chocs et une finition similaire à celle du liège.

Une autre option offerte par Formfutura est la famille de filaments StoneFil, qui sont basés sur le PLA et les particules de pierre et sont disponibles dans différentes finitions telles que le granit, l'argile ou la terre cuite. Comme pour le filament de liège, les particules de pierre confèrent à ce matériau certaines propriétés caractéristiques, comme sa texture rugueuse ou sa haute densité.

L'utilisation de ces filaments est similaire à celle du PLA, avec la particularité qu'ils changent de couleur en fonction de la température d'impression.

Lorsque l'impression est effectuée à une température plus basse, le matériau a une couleur plus claire, tandis que lorsque la température augmente, des tons plus sombres sont obtenus. Ce grain caractéristique de matériaux tels que le bois donne un fini très frappant à tous les filaments mentionnés ci-dessus, même au filament de pierre.

De plus, en raison de leur pourcentage de charge élevé, ils peuvent être coupés, poncés ou même peints très facilement, ce qui rend ces matériaux idéaux pour l'impression 3D de figures qui doivent avoir l'apparence du bois, du liège ou de la pierre.

Avec les progrès de la technologie et l’ambition d’évoluer, la tendance est à concevoir et à fabriquer des éléments auparavant inimaginables, tant par manque d’outils que par le coût élevé qu’ils représenteraient. Un artisan peut réaliser une multitude de pièces de différentes formes, mais toujours limité par les outils et en investissant de nombreuses heures de travail. Un architecte ou un concepteur a toujours besoin de réaliser ses projets sous la forme de maquettes à l’échelle, et doit passer beaucoup de temps à les réaliser à la main.

Tout cela est du passé grâce à la technologie d’impression 3D (FFF/FDM) combinée avec des filaments de bois, qui permet de créer n’importe quelle pièce, quelle que soit la forme (maquettes, éléments décoratifs, éléments d’atèze, etc.)avec des temps de fabrication et des coûts beaucoup moins cher qu'avant et avec une finition honnête. C’est ainsi qu’il existe déjà des entreprises et des projets soutenus par des agences gouvernementales pour fabriquer des meubles et des éléments structurels à la taille réelle. Mais il ne se limite pas à l’usage professionnel, mais il permet à tout utilisateur d’une imprimante 3D de devenir un artisan du bois sans avoir besoin des connaissances et des outils d’un menuisier professionnel.

Fihure 2: LayWoo-D3. Source: 3ders.org

Figure 3: Prototype d'une maison préfabriquée modulaire

En réponse à l’ensemble de la demande susmentionnée, de nombreux fabricants disposent dans leur catalogue filaments en bois, parmi lesquels figure la marque Fillamentum, une grande renommée dans le secteur des filaments avec une apparence spectaculaire comme le PLA "Vertigo Grey", qui dispose de quatre modèles de différentes nuances: Timberfill Light Wood Tone, Timberfill "Rosewood", Timberfill "Champagne" et o Timberfill "Cinnamon".

Figure 4: Timberfill Light Wood Tone. Source: Fillamentum.com

Le catalogue de Formfutura comprend jusqu'à 7 filaments de bois de la famille EasyWood : l'olivier, le bouleau, le cèdre, la noix de coco, l'ébène, le pin et le saule. Chacun de ces filaments a une teinte différente.

Image 5 : Filaments de bois EasyWood. Source : Formfutura.

En plus des filaments de bois, Formfutura utilise des filaments de liège et des filaments avec des particules de pierre. Ces derniers, sous le nom de Stonefil, comprennent 4 teintes de pierre différentes : Ciment, granit, argile et terre cuite.

Image 6: Filaments de pierre Stonefil. Source: Formfutura.

Une fois de plus, grâce à la technologie FFF/FDM et aux filaments de bois, de liège ou de pierre, tous les utilisateurs d’imprimantes 3D peuvent réaliser leurs idées de manière rapide, économique et indépendante avec une finition réaliste sur toutes leurs pièces.

Le bois: un matériau indispensable pour comprendre l’évolution de l’être humain depuis la préhistoire, qui continue à ouvrir des chemins à travers l’impression 3D.