Des objets sur mesure qui sortent d’une machine, des prototypes élaborés en une nuit, des pièces métalliques conçues sans moule ni fonderie : l’impression 3D ne relève plus de la science-fiction. Mais choisir la bonne imprimante 3D, voilà un terrain bien plus accidenté qu’il n’y paraît, surtout si l’on vise différents matériaux. Plastique, métal, résine : chaque catégorie impose ses propres exigences et conditions de réussite.
Certains passionnés de miniatures s’orientent vers des imprimantes capables de travailler la résine photopolymère, pour obtenir des surfaces détaillées au millimètre près. Dans l’industrie, on cible la robustesse et la performance, notamment pour imprimer de l’acier ou du titane, des matériaux taillés pour résister à l’épreuve du temps et de la mécanique.
Les matériaux d’impression 3D les plus répandus et les imprimantes adaptées
PLA (acide polylactique)
Le PLA domine largement le marché de la fabrication additive FDM par dépôt de fil fondu. Plusieurs atouts expliquent son succès :
- Respect de l’environnement : issu de ressources naturelles comme l’amidon de maïs, la racine de manioc ou la betterave, il se décompose facilement.
- Sûr à manipuler : son impression dégage une odeur douce, loin des émanations chimiques agressives.
- Apte au contact alimentaire : il s’utilise volontiers pour fabriquer des objets destinés à la cuisine ou à la conservation des aliments.
ABS (acrylonitrile butadiène styrène)
L’ABS, conçu à partir de dérivés pétroliers, s’impose par sa polyvalence. Compatible avec presque toutes les imprimantes 3D, il séduit le monde professionnel pour plusieurs raisons :
- Facilité d’assemblage : l’ABS se dissout dans l’acétone, ce qui permet de fusionner ou souder des pièces de manière efficace.
- Grande robustesse : parfait pour les éléments qui doivent durer ou supporter des contraintes mécaniques.
PVA et HIPS
Utilisés principalement comme supports d’impression FDM, le PVA se dissout dans l’eau, tandis que le HIPS disparaît avec du D-Limonene, chacun en une journée. Idéal pour libérer des formes complexes sans abîmer la pièce principale.
Polyamide et alumide
Avec la poudre de polyamide, on produit des prototypes en plastique blanc, au toucher légèrement rugueux mais au niveau de détail impressionnant. L’alumide, mélangeant polyamide et aluminium, offre une solution à la fois solide, flexible et résistante à la chaleur. Pour ces matériaux, il faut miser sur le frittage laser, une technologie qui conjugue précision et fiabilité.
Résine liquide
Les résines liquides entrent en jeu dans des procédés comme la stéréolithographie (SLA, DLP, PolyJet). Leur principal atout ? Obtenir des objets d’une extrême finesse, à la surface impeccable. Idéal pour les secteurs où la finition n’admet aucun compromis.
Focus sur les matériaux spécialisés et les imprimantes compatibles
Cire
La cire trouve naturellement sa place en bijouterie et dentisterie, où la création de moules requiert une extrême précision. Les imprimantes SLA et DLP excellent dans ce domaine, capables de capturer chaque détail, même le plus subtil.
Poudre métallique
Pour réaliser des pièces métalliques complexes, les industriels misent sur la fusion de poudres par laser. Avec la technologie DMLS (Direct Metal Laser Sintering), il devient possible de façonner de l’acier inoxydable, du titane ou de l’aluminium dans des géométries impossibles à obtenir par usinage classique. Ce procédé ouvre la voie à des applications jusqu’ici inaccessibles.
Acier inoxydable et acier d’outillage maraging
L’acier inoxydable s’est imposé comme le pionnier des métaux imprimés en 3D pour sa résistance à la corrosion. L’acier d’outillage maraging, quant à lui, conjugue dureté et solidité après traitement thermique. Les imprimantes DMLS sont le choix privilégié pour ces alliages, qui servent dans la fabrication d’outils et de composants industriels soumis à rude épreuve.
Titane
Le titane n’a pas volé sa réputation : léger, quasiment inoxydable, encore plus résistant en alliage (le fameux Ti6Al4V). On le retrouve dans l’aéronautique comme dans le domaine médical. Ici, la technologie EBM (Electron Beam Melting) s’impose pour imprimer les pièces stratégiques qui exigent légèreté et endurance.
Aluminium et cobalt chrome
L’aluminium, roi des moules à parois fines et des formes sophistiquées, et le cobalt chrome, star des prothèses et couronnes dentaires, bénéficient pleinement des technologies DMLS et EBM. Les deux garantissent une précision et une robustesse hors pair, que ce soit pour l’industrie ou la santé.
Matériaux précieux et céramique
L’impression directe de l’or ou du platine par poudre frittée ouvre des possibilités inédites pour la bijouterie. La céramique, de son côté, s’invite dans la conception de vaisselle, d’implants ou de composants aérospatiaux. Les imprimantes SLA et DLP assurent des finitions impeccables, dignes des exigences les plus strictes.
Comment choisir l’imprimante 3D adaptée selon l’usage
Prototypage et production finale
Pour créer rapidement des prototypes, l’imprimante FDM s’impose par sa simplicité et son prix accessible. Les filaments comme le PLA facilitent la prise en main et conviennent pour des objets en contact avec des aliments. En quête de pièces plus solides ? L’ABS répond présent, appréciée pour sa résistance et sa compatibilité étendue.
Aides à la fabrication
Les besoins de fabrication, gabarits, outils, supports, réclament des matériaux à toute épreuve. L’acier inoxydable ou l’acier d’outillage maraging, associés à la technologie DMLS, offrent la robustesse nécessaire pour supporter l’intensité des ateliers industriels, là où l’usure et la chaleur ne pardonnent rien.
Applications sur mesure
Selon les secteurs, certaines matières et technologies font la différence :
- Aéronautique et automobile : On privilégie le titane et l’aluminium pour leur légèreté et leur endurance. Les imprimantes EBM sont taillées pour ces usages exigeants.
- Médical et bijouterie : La cire et les matériaux précieux (or, platine) sont imprimés en SLA ou DLP, pour obtenir finesse et brillance jusque dans les moindres détails.
- Dentisterie : La céramique et les résines liquides permettent de fabriquer couronnes et prothèses, avec une précision qui colle aux standards médicaux les plus élevés.
Ingénierie et construction technique
Pour les ingénieurs ou les constructeurs de l’aérospatial, il n’y a pas de place pour l’approximation. Les imprimantes capables de manipuler des poudres métalliques et des alliages hautes performances, via DMLS ou EBM, garantissent des pièces complexes et fiables, jusqu’au moindre recoin. C’est le choix des secteurs où chaque gramme et chaque micron comptent.
Finalement, chaque projet d’impression 3D impose ses propres règles du jeu. À la croisée des matériaux et des technologies, le champ des possibles s’élargit sans cesse. À chaque choix d’imprimante, une nouvelle aventure technique commence : celle où la matière, sous la chaleur ou le faisceau laser, se plie enfin à l’imagination de son créateur.
