Les matériaux hybrides pour remplacer son filament d’imprimante 3D classique

Le procédé d’impression 3D par extrusion, ou dépôt de matière fondue, est sans doute l’un des plus connus et répandus sur le marché de la fabrication additive. Il faut dire qu’il offre un certain nombre d’avantages notamment en termes de compatibilité matériaux. En effet, une imprimante 3D FDM/FFF peut concevoir des pièces avec une large variété de plastiques, mais aussi des matières comme le silicone, le métal ou encore de la pâte alimentaire pour n’en citer que quelques-uns. Le plus souvent, l’utilisateur a recours à un filament et là encore, le choix est large. Si la plupart utilise un thermoplastique comme l’ABS, le PLA, le polycarbonate ou encore des matériaux hautes performances, sachez qu’il existe des alternatives : on parle alors de filaments hybrides qui offrent généralement un résultat différent, que ce soit en termes de rendu, de finition, de conductivité, de résistance, etc. Ils sont composés par exemple de marc de café, de bois, de poudre de diamant ou encore de matières recyclées. On vous propose aujourd’hui de découvrir quelques-uns de ces filaments d’imprimante 3D !

Un filament à base de café

Alors que certains commencent la journée avec un café, d’autres préfèrent l’utiliser pour démarrer leur impression 3D! C’est l’idée du fabricant 3Dfuel qui a réutilisé le marc de café pour développer un filament d’imprimante 3D avec une teinte différente des filaments classiques. Il a été baptisé Wound Up et appartient à la gamme de filaments de la marque c3composites. Il a été obtenu en mélangeant le café avec du PLA classique et possède donc des paramètres d’impression similaires à celui-ci.

Un filament PLA conducteur

ProtoPasta, un fabricant de matériaux d’impression 3D basé à Vancouver, a mis au point un filament spécial. Il s’agit d’un plastique PLA composite conducteur d’électricité qui contient des particules de carbone. Ce filament peut être utilisé, par exemple, pour les circuits électriques à basse tension et les dispositifs tactiles. De plus, le matériau peut être combiné avec du PLA normal dans une imprimante 3D à double extrusion. Selon le fabricant, ce matériau peut facilement faire fonctionner un une carte électronique à basse tension et imprimer des conducteurs pour des résistances jusqu’à 1K.

Crédits photo : ProtoPasta

Les filaments à base de grès

Il s’agit d’un filament d’imprimante 3D solide, créé à partir d’un matériau de construction bien connu, le grès. Il est essentiellement composé de PLA et d’un mélange de roche, généralement sous la forme d’une sorte de craie en poudre. L’idée est de fournir une couleur et une texture similaires à celles de la pierre. La marque LayBrick est actuellement l’un des fabricants les plus connus. L’apparence générale peut varier en fonction de la configuration de la machine utilisée et peut être lisse ou rugueuse.

Un filament d’imprimante 3D hybride à base de chanvre

Le chanvre provient de l’une des variétés de la plante de cannabis, son utilisation fait donc l’objet de débats. Malgré cela, il est très utilisé dans le secteur de l’impression 3D. Le filament est composé de fines particules de chanvre, mélangées à une base de polymère PLA. En raison des caractéristiques naturelles du matériau, il possède de nombreux avantages. Plusieurs fabricants se sont donc lancés sur ce créneau, l’un des plus connus étant 3Dfuel qui a lancé son filament entrelacé en collaboration avec C2renew. Il contient du bio-remplissage qui vient créer une texture unique. Ce filament est un plastique biodégradable qui peut être recyclé ou composté après utilisation.

Des filaments aux propriétés magnétiques

Comme indiqué dans le titre, ce filament d’imprimante 3D possède des propriétés magnétiques. Sa fabrication est réalisée à partir d’une poudre de fer mélangée à du PLA. En bref, les particules de fer confèrent au matériau les attributs du métal, ce qui lui permet d’obtenir des propriétés magnétiques. Il offre également une apparence métallique à vos pièces. Actuellement, le principal fabricant de ce type de matériau est la marque Proto-pasta.

Un filament d’imprimante 3D à base de bois

L’avantage des filaments hybrides est qu’ils permettent souvent de recycler des matériaux considérés comme des déchets. C’est le cas du filament à base de bois. Ses composants peuvent provenir du liège, du bambou, etc., matières qui sont ensuite mélangées à du PLA classique. On obtient alors des pièces qui ressemblent fortement à des sculptures réalisées à la main. Vous pouvez même obtenir une légère odeur de bois. Parmis les principaux fabricants, on retrouve la société néerlandaise Colorfabb et l’américain Hobbyking.

Filaments 3D fluorescents

Quand nous étions petits, nous étions émerveillés par les décorations phosphorescentes de notre chambre et quand nous étions plus âgés, nous étions enchantés par les bracelets fluorescents pour les festivals et les concerts. Il ne fait aucun doute que cette qualité du matériau fluorescent est toujours attrayante, quel que soit l’âge. Ces filaments pour l’impression 3D permettent de créer tous les objets que l’on peut imaginer. Quelques exemples peuvent être trouvés chez ColorFabb, qui utilise du PLA/PHA, un mélange de bioplastiques, dans un vert fluorescent pour obtenir des pièces moins fragiles et surprenantes. D’autre part, le filament PLA PRO Series de MatterHackers est disponible dans différentes couleurs phosphorescentes telles que le bleu et le jaune de haute qualité. La formule chimique de ce dernier est détaillée avec précision, ce qui lui donne la consistance nécessaire pour produire des pièces reproductibles.

Crédits photo : ColorFabb

Des filaments biodégradables

Avec le réchauffement climatique en cours, l’aspect de la durabilité joue un rôle de plus en plus important. Ainsi, il existe également des filaments d’impression 3D biodégradables qui visent à réduire l’impact environnemental. L’entreprise française Kimya, par exemple, propose une série d’éco-filaments. L’un d’entre eux est le PLA-R : il est fabriqué à partir de déchets de l’industrie et est recyclé jusqu’à 97%. Un filament de la marque qui est même composé à 100% de matériaux recyclés et qui est également biodégradable est Kimya-R Natur. Genesis Bioindustries Inc, elle, utilise des technologies avancées pour transformer les déchets alimentaires en PHA par fermentation bactérienne. Ce plastique est biodégradable et peut être entièrement décomposé en un an dans la nature et en moins de dix ans en milieu marin. Mais les déchets alimentaires ne sont pas les seuls problèmes causés par l’homme. Selon les autorités estoniennes, les mégots de cigarettes sont l’un des types de déchets les plus courants dans la mer Baltique, et ils peuvent causer d’immenses dégâts à notre environnement. En effet, un seul d’entre eux peut polluer 1000 litres d’eau. De plus, les filtres de cigarettes peuvent libérer des substances toxiques qui persistent pendant 10 ans. C’est pourquoi la startup Filaret a décidé d’installer des conteneurs sur les plages estoniennes afin de collecter les mégots de cigarettes et de les transformer en matériau d’impression 3D. Lors du processus de fabrication, les pièces de filtre sont séparées des mégots. Après un processus de lavage et de désintoxication, des polymères naturels sont ajoutés au matériau. Enfin, le tout est fondu pour produire des granulés de plastique compostables.

Ces pièces imprimées en 3D ont été fabriquées à partir de filaments de cigarettes (crédits photo : Filaret)

Filaments à base de nanoparticules de diamant

Venons-en à l’un des matériaux les plus durs au monde : le diamant. Des entreprises comme la finlandaise Carbodeon ou la néerlandaise Tiamet3D proposent des filaments PLA contenant des nanoparticules de diamant d’une taille de 4 à 6 nm. Ces particules confèrent au filament ses propriétés de haute performance. Le matériau offre une conductivité thermique très élevée et se caractérise par une résistance structurelle extrême. De plus, l’impression avec ce filament exceptionnel atteint une vitesse d’impression extrêmement rapide. Cela est dû aux petites particules de diamant sphériques qui font également office de lubrifiant pendant l’impression.

Crédits photo : Carbodeon

Filament hybride de lin et de PLA

La fibre de lin est un matériau issu de la plante de lin. Dans l’industrie de l’impression 3D, on trouve des options hybrides de ce filament composé de PLA et de cette matière. Ce matériau représente non seulement une alternative durable aux filaments conventionnels, mais offre également la possibilité d’obtenir différentes nuances de brun grâce à l’application de plusieurs paramètres d’impression (par exemple, la température de l’extrudeuse pendant le processus de fabrication). Une recommandation à prendre en compte pour garantir un résultat optimal des pièces est de les sceller avec un traitement de protection contre les UV. Cela permet de garantir que les pièces restent en parfait état pendant une longue période.

Crédits photo : TwoBears

Les filaments hybrides ESD

Les filaments ESD ont été développés pour protéger les composants électroniques sensibles aux décharges électrostatiques. Ce matériau est donc capable de réduire le risque de dommages sur les appareils. Il est composé d’un mélange de thermoplastiques comme le PLA, l’ABS ou le PETG et de carbone modificateur de dispersion. Le filament est très utile pour l’impression de boîtiers pour circuits intégrés, de capteurs, de connecteurs ou encore d’appareils de mesure. Parmi ses autres caractéristiques, l’ESD possède une bonne résistance aux chocs, aux températures élevées et aux rayures. Pour garantir la meilleure qualité d’impression, il est nécessaire de choisir les paramètres appropriés pour l’imprimante et des conditions spécifiques. Il est tout de même important de notifier que ces réglages varient en fonction du fabricant. Tout d’abord, le matériau fond à une chaleur entre 250 et 265°C. Il est aussi préférable de faire chauffer son plateau d’impression à une température qui varie entre 90 et 110°C. En ce qui concerne l’imprimante 3D, il est recommandé d’en utiliser une avec une enceinte fermée. La vitesse d’impression pour ce type de matériau ne doit pas dépasser les 60 mm/s. A noter également que le diamètre de la buse doit être de 0,6 mm. Au niveau des fabricants d’ESD disponibles sur le marché, nous pouvons citer Fiberlogy, Kimya ou encore Nanovia entre autres. En termes de prix, les coûts peuvent varier en fonction des fabricants. Cependant, pour 800g de filaments de la marque Zortrax, ils s’élèvent à 109€. 3DXTech propose également ce matériau. Vous pourrez trouver 750g de filaments pour un prix de 88€. 

Crédits photo : Fiberlogy

Et vous, quel filament d’imprimante 3D hybride allez-vous choisir ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !