Guide ultime des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur : Les 10 meilleurs choix

Introduction

Le monde de l'impression 3D s'est rapidement développé, offrant une pléthore d'options de matériaux, en particulier pour les applications nécessitant une résistance à la chaleur. Qu'il s'agisse de pièces automobiles, de composants aérospatiaux ou de biens de consommation, le choix d'un matériau résistant à la chaleur est essentiel pour réussir. Dans ce guide, nous allons explorer les 10 meilleurs choix de matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur, en nous penchant sur leurs propriétés, leurs applications et ce qui les distingue.

1. ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

L'ABS est un polymère thermoplastique composé de molécules d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène. Il combine la rigidité des polymères d'acrylonitrile et de styrène avec la ténacité du caoutchouc de polybutadiène. Il en résulte un matériau qui présente une grande résistance aux chocs, une bonne ténacité mécanique et un équilibre entre dureté et brillance. L'ABS résiste également aux acides aqueux, aux alcalis, aux acides chlorhydrique et phosphorique concentrés, aux alcools et aux huiles animales, végétales et minérales, mais il résiste mal aux solvants.

Technologie: Modélisation par dépôt en fusion (FDM)

Principales caractéristiques: Bonne solidité, résistance à la chaleur et ductilité.

Applications: Composants automobiles, biens de consommation et boîtiers électroniques.

2. ULTEM (PEI - polyétherimide)

L'ULTEM, ou polyétherimide, est un thermoplastique technique de haute performance caractérisé par sa couleur ambre translucide. Il offre une combinaison unique de résistance mécanique élevée, de résistance chimique étendue, de rigidité diélectrique élevée et d'excellente stabilité thermique. ULTEM conserve ses propriétés dans une large gamme de températures et présente des propriétés ignifuges intrinsèques. Il est également connu pour sa bonne stabilité dimensionnelle et ses propriétés d'isolation électrique.

Technologie: FDM, SLS (frittage sélectif par laser)

Principales caractéristiques: Haute résistance à la chaleur, solidité et ignifugation.

Applications: Composants aérospatiaux et automobiles, appareils médicaux et pièces électriques.

3. PP (polypropylène)

Lepolypropylène est un polymère thermoplastique léger et durable, reconnu pour sa résistance à une large gamme de produits chimiques, y compris les solvants, les bases et les acides. Il a un point de fusion élevé, ce qui le rend adapté aux articles susceptibles d'être soumis à la chaleur. Le PP est connu pour sa flexibilité, son excellente isolation électrique et sa bonne résistance à la fatigue. Il est souvent utilisé dans des applications nécessitant des flexions répétées, comme les charnières.

Technologie: FDM, SLS

Principales caractéristiques: Grande résistance à la fatigue, élasticité et résistance chimique.

Applications: Pièces automobiles, biens de consommation et matériaux d'emballage.

4. Filaments métalliques

Les filaments métalliques sont un mélange de poudres métalliques fines et d'un liant polymère plastique. Ils permettent l'impression 3D de métal en combinant l'extrusion traditionnelle de filaments avec des techniques de post-traitement comme le frittage. Ces filaments peuvent produire des pièces ayant des propriétés similaires à celles du métal, notamment la conductivité thermique et électrique. Les pièces finales nécessitent souvent un frittage dans un four à haute température pour brûler le liant et fusionner les particules de métal, ce qui donne une pièce métallique dense.

Technologie: FDM pour les filaments composites, frittage laser direct de métaux (DMLS) pour les pièces entièrement métalliques.

Principales caractéristiques: Grande solidité et résistance thermique ; nécessite un post-traitement.

Applications: Composants aérospatiaux, pièces automobiles et outillage spécialisé.

5. Polycarbonate (PC)

Lepolycarbonate est un thermoplastique haute performance connu pour sa transparence exceptionnelle, sa résistance aux chocs et sa résistance à la chaleur. Il peut transmettre plus de 90 % de la lumière, est aussi clair que le verre et est pratiquement incassable. Le PC est également résistant à la température et peut supporter des conditions extrêmes tout en conservant ses propriétés. Il s'agit d'un matériau polyvalent utilisé dans un large éventail d'applications nécessitant des performances et une fiabilité élevées.

Technologie: FDM, SLA (stéréolithographie)

Principales caractéristiques: Excellente ténacité, résistance à la chaleur et propriétés optiques.

Applications: Équipements de protection, composants automobiles et lentilles optiques.

6. PEEK (polyéther éther cétone)

LePEEK est un thermoplastique semi-cristallin qui présente d'excellentes propriétés de résistance mécanique et chimique, conservées à haute température. C'est l'un des rares plastiques compatibles avec les applications sous ultra-vide. Le PEEK est très résistant à la dégradation thermique ainsi qu'aux attaques des environnements organiques et aqueux. Il est largement utilisé dans les applications techniques exigeantes, en particulier celles qui requièrent un rapport résistance/poids élevé.

Technologie: FDM, SLS

Principales caractéristiques: Stabilité thermique, résistance chimique et résistance mécanique exceptionnelles.

Applications: Aérospatiale, implants médicaux et pièces automobiles de haute performance.

7. Aluminium AlSi10Mg

L'aluminiumAlSi10Mg est un alliage d'aluminium courant dans la fabrication additive. Il combine les propriétés de légèreté de l'aluminium avec la conductivité thermique élevée du silicium et la résistance du magnésium. Cet alliage est connu pour sa bonne ductilité, son excellent rapport résistance/poids et ses propriétés thermiques. Il est généralement utilisé dans des applications qui requièrent un niveau élevé de résistance à la corrosion et de soudabilité.

Technologie: Frittage direct par laser (DMLS), fusion sélective par laser (SLM)

Principales caractéristiques: Légèreté, bonnes propriétés thermiques et résistance à la corrosion.

Applications: Pièces automobiles, composants aérospatiaux et électronique grand public.

8. Acier inoxydable 316L

L'acierinoxydable 316L est un acier inoxydable austénitique contenant du molybdène qui présente une meilleure résistance à la corrosion par les ions chlorure que les autres aciers inoxydables au chrome-nickel. Il est connu pour son excellente ténacité, même à des températures cryogéniques. Ce type d'acier est couramment utilisé dans des environnements contenant des produits chimiques agressifs et est largement utilisé dans les industries alimentaires et médicales.

Technologie: DMLS, SLM

Principales caractéristiques: Résistance élevée à la corrosion, propriétés mécaniques et soudabilité.

Applications: Appareils médicaux, applications marines et équipements de traitement chimique.

9. Inconel 718

L'inconel 718 est un alliage de nickel et de chrome utilisé pour sa grande solidité, son excellente résistance à la corrosion et sa capacité à supporter des températures extrêmes. Ce superalliage est connu pour sa bonne résistance à la traction, à la fatigue, au fluage et à la rupture à des températures allant jusqu'à environ 700°C (1290°F). Il est couramment utilisé dans des environnements soumis à de fortes contraintes, tels que les turbines à gaz, les moteurs de fusée et les réacteurs nucléaires.

Technologie: DMLS, SLM

Principales caractéristiques: Excellente résistance mécanique, résistance à la corrosion et stabilité thermique.

Applications: Composants de moteurs aérospatiaux, turbines à gaz et applications à haute température.

10. Fibre de carbone

Lafibre de carbone est composée de brins d'atomes de carbone alignés dans une formation cristalline. Elle est connue pour sa grande rigidité, sa résistance élevée à la traction, son faible poids, sa grande résistance aux produits chimiques, sa tolérance aux températures élevées et sa faible dilatation thermique. Ces propriétés rendent la fibre de carbone très populaire dans l'aérospatiale, le génie civil, l'armée et les sports mécaniques, ainsi que dans d'autres sports de compétition.

Technologie: Souvent utilisée dans les matériaux composites en FDM ou en filaments renforcés.

Principales caractéristiques: Rapport résistance/poids élevé, rigidité et conductivité thermique.

Applications: Aérospatiale, automobile et équipements sportifs.

Propriétés des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur

Voici le tableau contenant le point de fusion, la température de transition vitreuse et la résistance à la traction des dix matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur :

A noter :

Pour les matériaux tels que les filaments métalliques et les fibres de carbone, les propriétés peuvent varier considérablement en fonction du type spécifique ou du matériau composite.

La mention "Sans objet" est utilisée pour les matériaux dont une propriété spécifique (comme le point de fusion de la fibre de carbone) n'est pas pertinente ou n'a pas de valeur définie.

Coût des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur

Le tableau suivant présente une comparaison des coûts des matériaux d'impression 3D résistants à la chaleur spécifiés :

Ce tableau donne un aperçu des fourchettes de coûts pour chaque matériau, classés de faible à très élevé. N'oubliez pas que ces prix sont approximatifs et peuvent varier en fonction de facteurs tels que la qualité, le fournisseur, le lieu et les conditions du marché. Pour obtenir les prix les plus précis et les plus récents, il est recommandé de nous contacter.

Conclusion

Le choix d'un matériau résistant à la chaleur pour l'impression 3D dépend des exigences spécifiques de votre application, notamment l'exposition à la température, les contraintes mécaniques et les conditions environnementales. Chacun de ces 10 matériaux offre des propriétés et des avantages uniques. En les comprenant, vous pourrez exploiter tout le potentiel de l'impression 3D pour les applications à haute température et repousser les limites de l'innovation et de la conception.