Le plastique polycarbonate en impression 3D
Le polycarbonate, plus connu sous sa forme d’acronyme PC, est un matériau réputé pour sa résistance à l’impact et sa transparence. C’est un thermoplastique à la fois léger et solide, idéal pour un grand nombre d’applications professionnelles. Ce n’est pas le polymère le plus facile à imprimer, à l’image du PLA ou du PETG, car il nécessite des températures d’extrusion et de plateau assez élevées. Il reste toutefois intéressant pour concevoir des pièces complexes qui offrent de bonnes propriétés thermiques, mécaniques et optiques. Sachez qu’il est principalement utilisé sur des machines FDM, disponible majoritairement sous forme de filaments. Il existe toutefois quelques résines compatibles avec des procédés de photopolymérisation.
Production et caractéristiques du polycarbonate
Le polycarbonate est un plastique qui a été breveté dans les années 50 par l’entreprise pharmaceutique et agrochimique allemande Bayer AG. Il est obtenu par polycondensation de bisphénol A et de phosgène, un composant organique et un composant chimique. Le bisphénol A, transformé sous forme de sel, va réagir avec le phosgène, lui-même dissous dans une solution chlorée. On obtient ainsi le polycarbonate, un matériau qui présente de nombreuses caractéristiques prisées par quelques industries.
Le polycarbonate est principalement extrudé sur des machines FFF (crédits photo : Covestro)
Le PC est en effet réputé pour être résistant aux chocs, aux rayures et à la chaleur. Il est également transparent et beaucoup moins dense que le verre ce qui va permettre d’obtenir des propriétés optiques idéales. On retiendra toutefois qu’il n’est pas résistant aux agents chimiques et aux UV – il faut donc éviter les applications trop exposées à la lumière du soleil sur le long terme. Enfin, le plastique pouvant libérer des particules de bisphénol A, il n’est pas recommandé de l’utiliser pour des applications ayant un contact avec des aliments.
Le PC en impression 3D
Comme expliqué précédemment, le polycarbonate est majoritairement disponible sous forme de filament pour l’impression 3D et on se concentrera donc sur ce type de format. Tout d’abord, il faut savoir que le polycarbonate nécessite une température d’extrusion comprise entre 260° et 290° C (voire 320 ° pour certains filaments) et la présence d’un plateau chauffant, au moins à 110 °C. C’est un plastique qui a tendance à subir ce phénomène de warping, il est donc essentiel d’avoir une bonne adhérence au plateau. D’ailleurs, il est fortement conseillé d’opter pour une solution adhésive supplémentaire pour votre plateau comme un revêtement BuildTak afin d’améliorer l’adhérence de la première couche.
Conduit de dérivation imprimé en 3D en PC : attention au phénomène de warping pendant l’impression (crédits photo : Airwolf3D)
Nous vous recommandons également d’utiliser une enceinte fermée pour éviter toutes fluctuations de températures et donc de déformations ou fissures. Enfin, le filament PC est hygroscopique c’est-à-dire qu’il absorbe l’humidité : veillez donc à le maintenir dans un endroit sec.
Les applications du polycarbonate en impression 3D
Malgré un processus d’impression plus contraignant que d’autres thermoplastiques du marché, le PC est assez répandu sur le marché de la fabrication additive car il permet de concevoir des pièces résistantes à la chaleur (jusqu’à 110° C), à la traction et particulièrement solides. C’est un thermoplastique idéal pour fabriquer des pièces mécaniques, des moules – notamment pour le thermoformage, des charnières, des prototypes fonctionnels ou encore des roulements de poulie.
Le polycarbonate est particulièrement réputé pour sa solidité (crédits photo : Simplify3D)
Le polycarbonate est également transparent et trouve donc de nombreuses applications dans le secteur de l’optique.
Fabricants et prix
La plupart des fabricants de filaments 3D proposent du polycarbonate dans leur gamme : on pense à Nanovia, 3DXTech, Polymaker, Filamentum, Kimya, ou encore des fabricants de machines comme Raise3D, UltiMaker ou Zortrax. Sachez que certains acteurs allient la résistance du polycarbonate à la flexibilité de l’ABS : on retrouve ainsi quelques bobines de PC-ABS dans le portefeuille de matériaux des fabricants.
Le prix d’une bobine varie forcément en fonction de la marque et de la quantité choisies mais comptez entre 40 et 60€ pour 750 grammes.
Crédit photo : Polymaker
Enfin, sachez que le PC peut être renforcé avec des fibres, que ce soit du carbone ou du verre par exemple, afin d’accentuer la résistance du matériau tout en lui apportant davantage de légèreté. Ce n’est pas une pratique aussi courante qu’avec de l’ABS ou du PLA mais c’est tout à fait possible d’un point de vue chimique. L’ajout de fibres viendra bien entendu faire augmenter le prix d’une bobine. Par exemple, comptez 88 euros pour 750 grammes de filament PC renforcé en fibres de carbone chez 3DXTech.
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*Crédits photo de couverture : Makershop
