5 matériaux innovants pour l'impression 3D FDM

Aujourd'hui, de plus en plus d'utilisateurs apprécient la fabrication additive. L'évolution dans ce domaine ne concerne pas seulement les imprimantes 3D, mais les fabricants de filaments misent de plus en plus sur la production de matériaux innovants et originaux pour se démarquer sur le marché et offrir des solutions alternatives aux plastiques standards (PLA, ABS, PETG, etc.).

Pour classer les matériaux alternatifs pour l'impression 3D FDM, on peut distinguer au moins deux types :

• Filaments qui offrent des propriétés ou des caractéristiques spécifiques difficiles à trouver dans les filaments standard.
• Filaments qui offrent une apparence ou une finition originale aux pièces imprimées en 3D avec ce matériau.

La plupart de ces filaments sont composés d'un polymère de base (qui est généralement un plastique standard) combiné à d'autres matériaux tels que des fibres, de la poudre, etc.

Dans cet article, nous avons voulu faire une compilation de 5 des filaments alternatifs les plus innovants et originaux sur le marché aujourd'hui. Tous peuvent être utilisés avec presque toutes les imprimantes 3D FDM, même les plus basiques, puisque le polymère de base utilisé est principalement le PLA.

1. Filaments métalliques

Les filaments d'impression 3D FDM avec des finitions métalliques sont disponibles depuis un certain temps. Ces filaments sont généralement composés de PLA et d'une petite quantité de poudre métallique, ce qui fait que les pièces imprimées en 3D avec ce matériau peuvent être poncées et polies, ce qui donne une finition d'aspect métallique.

Toutefois, des fabricants de filaments tels que The Virtual Foundry sont allés plus loin en proposant des filaments à base de PLA avec une forte teneur en poudre métallique. Les pièces imprimées avec ces matériaux peuvent être soumises à un processus de frittage, ce qui permet d'obtenir des pièces entièrement métalliques grâce à l'impression 3D FDM, chose inimaginable jusqu'à présent.

Image 1 : Pièce imprimée en 3D avec Filamet Cuivre et pièce après frittage. Source : The Virtual Foundry.

Parmi les filaments métalliques Filamet de The Virtual Foundry, vous pouvez trouver le filament de cuivre, le filament d'acier inoxydable 316L, le filament de tungstène ou le filament d'Inconel, entre autres.

2. Filaments flexibles conducteurs

Sur le marché, vous pouvez trouver certains filaments à base de PLA ayant des propriétés conductrices, comme le filament PLA conducteur de Proto-Pasta.

Trouver des filaments conducteurs qui possèdent également d'autres propriétés telles que la flexibilité est beaucoup plus compliqué, mais possible grâce à Recreus, qui a récemment lancé son nouveau matériau : Filaflex Conductive.

Vidéo 1 : Comment fonctionne le filament conducteur Filaflex. Source : Recreus.

Filaflex Conductive est un filament TPU d'une dureté 92A Shore avec d'excellentes propriétés mécaniques, facile à imprimer, et des propriétés conductrices. Il s'agit donc d'un matériau très utile pour le développement de dispositifs électroniques portables, bien qu'il ait de nombreuses autres applications possibles. Sans aucun doute, un matériau innovant offrant de nombreuses possibilités.

3. Des filaments compostables aux propriétés élevées

Il ne fait aucun doute que le développement des matériaux d'impression 3D a fait un grand pas vers la durabilité et la recherche d'un impact environnemental moindre.

Jusqu'à présent, l'une des options les plus durables en matière d'impression 3D FDM était le PLA, un polymère biodégradable issu de ressources naturelles, fabriqué à partir d'amidon extrait du maïs, de la betterave à sucre ou du blé. Le PLA possède de bonnes propriétés mécaniques, mais sa température de ramollissement est assez basse, ce qui le rend inadapté à certaines applications.

C'est là qu'est né NonOilen, le tout dernier lancement du célèbre fabricant de filaments Fillamentum. NonOilen se distingue par ses bonnes propriétés mécaniques, similaires à celles du PE, du PP ou du Nylon, ainsi que par son aptitude au contact alimentaire et sa compatibilité avec le lave-vaisselle.

Image 2 : Pièce imprimée avec NonOilen et propriétés. Source : Filament2print.

4. Filaments biocomposites

Plusieurs fabricants de filaments ont opté pour le développement de filaments à base de PLA remplis de particules provenant de la réutilisation, du recyclage ou de l'élimination de diverses matières organiques.

C'est le cas de Francofil, avec ses filaments d'huître, de coquille Saint-Jacques, de moule, de blé ou de café ; ou de 3D Fuel avec ses filaments Wound Up (café), Entwined (chanvre), ou Buzzed (bière). Tous ces filaments offrent une alternative aux autres matériaux dérivés du pétrole, produisant un impact environnemental moindre. En outre, ils s'engagent en faveur de l'économie circulaire, en utilisant des matières premières locales pour la fabrication des filaments.

Image 3 : Pièces imprimées avec des filaments biocomposites Francofil. Source : Francofil.

L'utilisation de ces matériaux donne une finition rustique aux pièces imprimées en 3D, avec même dans certains cas une certaine texture, ce qui permet de masquer les couches produites par l'impression 3D avec la technologie FDM.

5. Filaments avec particules de pierre

Les filaments de bois sont connus de tous les utilisateurs d'imprimantes 3D FDM en raison de l'originalité de ces filaments et des finitions qu'ils offrent, très proches du bois naturel.

Image 4 : Filaments de Stonefil. Source : Formfutura.

Dans le même esprit, Formfutura a développé les filaments Stonefil à base de particules de pierre, qui contiennent un remplissage d'environ 50% de particules de pierre. Ces filaments offrent une finition rugueuse et mate très frappante, semblable à la pierre naturelle, et sont disponibles en différentes couleurs. Comme pour les filaments de bois, il est possible d'obtenir différentes teintes en variant la température d'extrusion. Sans aucun doute, ces filaments sont idéaux pour la fabrication d'éléments décoratifs, ainsi que pour l'impression 3D de modèles architecturaux.

Il ne s'agit là que d'un petit aperçu des matériaux les plus innovants disponibles pour l'impression 3D FDM, car il existe désormais un large éventail de matériaux répondant aux besoins de chaque utilisateur et de chaque application.