Le nylon ou polyamide (PA) est l'un des polymères les plus utilisés dans l'impression 3D professionnelle. Ceci est dû à ses excellentes propriétés mécaniques de résistance aux chocs, de flexibilité, de résistance chimique et de résistance aux hautes températures.

Actuellement, ce matériau est utilisé sous forme de pellets, de filaments ou de poudre, selon que l'on utilise une imprimante 3D FDM ou un équipement d'impression 3D SLS.

Malgré les différences inhérentes à la nature de chaque technologie de fabrication, les pièces imprimées en polyamide en 3D sont incroyablement robustes, permettant la fabrication de prototypes fonctionnels ou de pièces finales.

Image 1 : Bobine et pièces imprimées en 3D avec du polyamide 6 par impression 3D FDM. Source : Smart Materials.

Comme de nombreux autres matériaux techniques, ils sont généralement achetés dans leur version "naturelle", sans additifs de couleur. Par conséquent, ce type de filaments ou de poudres a généralement une teinte blanche ou blanc cassé qui, dans certains cas, peut ne pas convenir à l'application correspondante. Dans certains cas, il peut être nécessaire d'obtenir des finitions de différentes couleurs.

Pour teindre des pièces imprimées en 3D avec du polyamide, il faut tenir compte du fait qu'il s'agit d'un matériau synthétique. Il faut donc utiliser une teinture spéciale pour les matériaux synthétiques, comme la teinture synthétique RIT, qui est disponible dans une large gamme de couleurs.

Un autre fait à prendre en compte est l'hygroscopicité du nylon. Cela signifie que le nylon a la capacité d'absorber l'humidité de l'environnement, ce qui constitue un handicap lors du stockage et du traitement du matériau, car l'humidité peut avoir un effet négatif sur le processus d'impression et même provoquer des échecs d'impression. Pour cette raison, il est recommandé de n'effectuer le processus de teinture qu'avec les pièces finales et non avec le matériau non traité.

Le processus de teinture nécessite une préparation préalable des pièces imprimées en 3D, selon la technologie de fabrication utilisée :

• Impression 3D FDM : si vous souhaitez teindre des pièces imprimées en 3D à l'aide de la technologie FDM, vous devez retirer les substrats et post-traiter les pièces avant de les teindre. Il est important de nettoyer le dessous des pièces, surtout si un adhésif a été utilisé.
• Impression 3D SLS : si l'utilisateur travaille avec la technologie d'impression 3D SLS, l'excès de poudre doit être retiré, d'abord manuellement, puis à l'aide d'un pistolet à air comprimé. Ensuite, il est conseillé de laver les parties à l'eau tiède.

Image 2 : Processus de dépoussiérage de pièces imprimées en 3D avec la technologie SLS. Source : Filament2print.

À ce stade, les pièces sont prêtes à être teintées. Pour ce faire, il faut suivre les étapes suivantes :

1. Sélection de la teinture

L'utilisateur doit tenir compte du fait que le colorant choisi doit être adapté aux matériaux synthétiques tels que le nylon. En cas d'utilisation d'une teinture pour fibres naturelles, il est très probable que les résultats souhaités ne soient pas atteints.

Filament2print recommande les colorants RIT, avec lesquels nous travaillons depuis des années avec d'excellents résultats. En outre, ils disposent d'une large gamme de couleurs et permettent même de mélanger plusieurs couleurs, ce qui permet d'obtenir des teintes personnalisées.

Image 3 : Gamme de colorants RIT. Source : Filament2print.

2. Diluer le colorant

Une fois la couleur choisie, l'utilisateur doit préparer la solution d'eau et de colorant. Un rapport qui donne généralement de bons résultats est de 5:1. Il convient de noter que la proportion de cette solution aura une incidence directe sur le résultat obtenu. Si l'on souhaite une teinte plus saturée, il faut réduire le ratio d'eau, tandis que si l'on souhaite une finition moins saturée, on peut augmenter le ratio d'eau par rapport au colorant.

D'autre part, il est très important de calculer le volume de liquide nécessaire pour immerger complètement la pièce.

3. Chauffer la solution

L'étape suivante consiste à chauffer la solution. La température est également un facteur déterminant pour la finition des pièces teintées. Ce paramètre dépendra en grande partie de la couleur utilisée, mais nous pouvons dire qu'il doit se situer autour de 60-80 ºC. En dessous de 60ºC, le colorant peut ne pas bien filtrer dans la pièce et au-dessus de 80ºC, la pièce peut se déformer.

En tenant compte de cette étape, il est recommandé d'utiliser un récipient qui peut être isolé afin que la chaleur ne se dissipe pas facilement et soit maintenue pendant tout le processus.

4. Insérer les pièces

Une fois que la solution a atteint la bonne température, les pièces imprimées en 3D peuvent être placées dans le récipient contenant la solution de teinture.

Image 4 : Introduction de pièces imprimées en 3D dans la solution de teinture. Source : Filament2print.

Les pièces doivent être complètement immergées et l'utilisateur doit veiller à ce qu'elles ne flottent pas, car cela signifierait qu'une partie de la pièce n'absorberait pas correctement la teinture et donnerait lieu à une teinte inégale. Le même problème se produirait dans le cas de la mise en teinte de plusieurs pièces en même temps si elles entrent en contact les unes avec les autres.

5. Temps de teinture

Le temps de mise en teinte peut varier en fonction de la couleur et de la saturation souhaitées. Il est conseillé de retirer les pièces de temps en temps pour voir l'évolution de la teinte, et de les retirer définitivement lorsque la finition souhaitée est atteinte.

Plus la pièce est laissée longtemps dans la solution, plus la couleur finale sera foncée. Vous pouvez voir ci-dessous comment une finition plus claire ou plus foncée est obtenue en fonction du temps de coloration.

Image 5 : Couleur en fonction du temps de mise à la teinte. Source : Filament2print.

6. Nettoyage

Une fois que les pièces ont été retirées de la solution, elles doivent être rincées à l'eau courante pour éliminer l'excès de colorant. Les pièces doivent ensuite être placées sur une serviette en papier et laissées à sécher pendant quelques minutes.

Enfin, si le processus de teinture a été correctement réalisé, l'utilisateur obtient des pièces uniformément teintées. Il faut tenir compte du fait que la proportion de colorant et la température utilisée, ainsi que le temps de teinture, affecteront directement la finition des pièces, il est donc recommandé de faire des essais jusqu'à l'obtention du résultat souhaité.

Sans aucun doute, grâce aux colorants synthétiques, il est possible d'obtenir une multitude de finitions personnalisées dans les pièces imprimées en 3D avec du polyamide, ce qui offre aux entreprises une grande liberté de conception et la possibilité de personnaliser leurs pièces et de les différencier des autres.