Les 4 fibres continues Markforged pour l'impression 3D composite
Écrit parBastien le 9 avril 2019
Bastien
Bastien est ingénieur application chez HAVA3D.
Expert en impression 3D, notamment en matériaux, il a également une excellente maîtrise de la CAO. Il livre ses conseils dans ses articles pour que vous puissiez appréhender les différentes solutions d'impression 3D industrielles.
Après avoir régulièrement échangé lors de salons et autres événements, il y a une technologie d'impression 3D qui, selon nous, manque de visibilité et de mise en avant, c'est l'impression 3D composite.
En effet, cette technologie a fait ses preuves par sa qualité d'impression, ses résistances uniques mais aussi variables grâce aux différents choix de fibres disponibles. La technologie développée par Markforged offre de nouvelles possibilités d'application et pourtant quand on l'évoque peu de personnes connaissent cette technologie.
C'est pourquoi nous souhaitions revenir sur le fonctionnement de l'impression 3D composite et mettre en avant l'intérêt du renfort en fibres.
Qu'est ce qu'est l'impression composite ?
Les composites sont des matériaux fabriqués à partir de deux ou plusieurs substances qui, lorsqu'elles sont combinées, ont des propriétés différentes de celles des composants d'origine.
Le composite est généralement composé de deux éléments principaux : une matrice et un matériau de renfort. Dans le cas de Markforged, la matrice est soit en Nylon ou Onyx.
Pour les renforts, la technologie brevetée CFF du fabricant américain est capable de déposer en continu de la fibre de carbone, fibre de verre, Kevlar et la fibre de verre HSHT.
Impression 3D des composites
Les composites développent des propriétés remarquables grâce à la synergie de la matrice en plastique et du renfort en fibres. Cela leur permet de surpasser de loin les thermoplastiques tout en gardant une faible densité.
Une pièce avec plusieurs couches de renfort en fibre de carbone sera plus résistante que l'aluminium tout en représentant un dixième de sa masse. C'est pourquoi les imprimantes 3D composites représentent un atout de taille pour les industriels.
Fibres de verre
La fibre de verre est la fibre d'entrée de gamme de Markforged. Elle est très intéressante pour les personnes n'ayant pas forcément d'expérience dans l'impression 3D composite. En effet cette fibre est très performante et relativement peu coûteuse.
APPLICATIONS : La fibre de verre est quatre fois plus résistante et onze fois plus rigide que l'ABS. C'est un matériau de renfort efficace pour imprimer en 3D des outils industriels ou des fixations nécessitant plus de résistance que des matériaux standards comme le PLA.
Fibres de carbone
La fibre de carbone est la fibre la plus solide et la plus rigide disponible à l'impression chez Markforged. La fibre de carbone possède un rapport poids/résistance deux fois supérieur à l'aluminium 6061.
Grâce à cet avantage les pièces imprimées et renforcées en fibre de carbone peuvent surpasser celles usinées en métal.
À droite, l'exemple de 12,5 kg suspendus à une pièce 3D renforcée en carbone versus une pièce en aluminium.
NOTE : L'autre avantage du carbone par rapport à l'aluminium est sa faible déformation lorsque soumis à une contrainte. Quand l'aluminium aura tendance à légèrement se déformer, la fibre de carbone, elle, ne bougera pas.
Fibres de kevlar®
Le Kevlar est une fibre idéale pour les pièces renforcées qui sont soumises à des chocs. C'est également la fibre la plus légère présente chez Markforged avec une densité inférieure aux autres fibres de 15 à 20%.
Mais la valeur ajoutée du Kevlar se trouve dans sa capacité à se déformer sans jamais perdre en résistance.
Le Kevlar permet une certaine souplesse lorsque soumis à des charges importantes, cela entraîne un mode de défaillance plus souple.
NOTE : Là o la fibre de carbone est très solide et rigide, elle peut être rompue. Lorsqu'elle rompt ce sera d'une manière brusque. A contrario les fibres de Kevlar vont rompre les unes après les autres ce qui engendre une défaillance plus prévisible.
Fibres de verre HSHT
La fibre de verre HSHT est une autre version de la fibre de verre. HSHT veut dire "High-strength high-temperature" pour haute résistance et haute température. Cette fibre est conçue pour résister à des températures élevées mais aussi avec des contraintes mécaniques soutenues. Cette fibre garde la totalité de ses propriétés mécaniques jusqu'à des températures d'environ 150°C.
En terme de résistance la fibre HSHT est 30 fois plus résistante aux chocs que l'ABS et plus de 100 fois au PLA. Cette fibre de verre est également la plus élastique des fibres Markforged.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l'impression 3D composite et connaître les possibilités qu'apportent les solutions Markforged : contactez nos experts !
Les solutions Markforged
Grâce aux solutions Markforged composites vous bénéficiez d'un écosystème complet et de fibres continues avec chacune, des caractéristiques techniques et mécaniques précises.
Contactez nos experts pour échanger sur vos projets d'impression 3D.
