PLA vs ABS vs Nylon : les possibilités industrielles
Écrit par Baya & coécrit avec Bastien le 10 juillet 2019
Baya
Baya est chargée de contenus web au sein de Hava3D. Elle s'occupe de la rédaction des articles blogs, des cas clients et livres blancs sur le site.
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.
Dans le domaine de la fabrication additive, les trois matériaux les plus populaires sont le PLA, l'ABS et le Nylon. Leur popularité vient de leur facilité d'impression mais aussi du coût abordable de ces matériaux.
Il existe un débat déjà bien établi entre le PLA et l'ABS mais il faut désormais prendre en compte le Nylon et ses propriétés matérielles différentes.
Les trois matériaux possèdent des propriétés uniques, le choix du matériau doit donc être fait en fonction de l'utilisation future de la pièce.
Dans ce post nous allons comparer les matériaux et leurs propriétés afin d'évaluer les applications dédiées au Nylon, à l'ABS et au PLA.
Propriétés du PLA
Le PLA est un thermoplastique facile à imprimer, il possède une meilleure robustesse et rigidité comparé à l'ABS et le Nylon. Le PLA est simple à imprimer en 3D grâce à sa température de fusion relativement basse et un faible phénomène de warping (pièce qui se décolle du plateau lors de l'impression).
La contre partie de la basse température de fusion du matériau est sa faible résistance aux températures. Dès qu'on approche les 50°C, le PLA perd progressivement ses propriétés mécaniques. Le PLA est également moins résistant aux chocs comparé au Nylon et l'ABS.
Propriétés de l'ABS
Comparé au PLA, l'ABS est moins rigide et robuste. Malgré cela, l'ABS est un matériau plus léger (environ 25%) et plus durable que le PLA. Il présente une meilleure durabilité grâce à une résistance aux chocs 4 fois plus élevée. L'ensemble de ces caractéristiques donnent plus d'applications professionnelles au matériau.
Cependant l'ABS est plus complexe à imprimer que le PLA à cause de sa température de fusion plus élevée et sa propension au warping. Pour imprimer l'ABS, il faudra augmenter la température d'extrusion d'environ 50°C comparé au PLA.
Avec l'ABS il est donc possible d'imprimer des pièces pour des applications comme le prototypage mais aussi pour des pièces finales à faible besoin de résistances.
Propriétés du Nylon
Le nylon est un plastique souple et durable, il est moins robuste et rigide que le PLA et l'ABS. Du fait de sa souplesse, le matériau est plus malléable et donc plus résistant aux chocs. Le nylon est 10 fois plus résistant aux chocs que l'ABS.
Le matériau possède également une très bonne résistance chimique ce qui lui ouvre les portes à des applications industrielles.
Concernant l'impression, le nylon nécessite également des températures plus élevées. Il est primordial de conserver la bobine à l'écart de toute humidité. En effet le matériau absorbe l'humidité ambiante et compromet la qualité de l'impression si il n'est pas conservé dans de bonnes conditions.
La faible robustesse et rigidité du matériau l'empêchent d'être utilisé dans l'industrie, malgré des résistances aux produits chimiques élevées.
Les avancées dans le domaine de l'impression 3D et notamment celles de Markforged permettent de solidifier les pièces imprimées en nylon grâce à l'ajout de fibres en continu. Cette innovation ouvre la porte aux applications industrielles au Nylon.
Propriétés du Nylon renforcé
Le nylon renforcé est disponible sur les imprimantes 3D Markforged (série Mark X et Mark Two). Les imprimantes permettent d'imprimer le nylon et offrent la possibilité de renforcer les impressions grâce à des fibres résistantes comme la fibre de carbone ou fibre de verres.
Cette association de nylon et de fibres préserve les propriétés intéressantes du nylon comme sa résistance aux produits chimiques tout en améliorant sa robustesse et rigidité. Nous avons vu ci-dessus que son manque de robustesse et rigidité représentait un point faible pour développer des applications industrielles. Ce n'est plus le cas avec la possibilité de renfort en fibre continu offerte par Markforged.
Grâce à Markforged, il est également possible d'imprimer directement du Nylon renforcé avec des copeaux de carbone : l'Onyx. Ce matériau développé par Markforged augmente grandement les résistances et rend possible les applications industrielles comme les fixations, les prototypes fonctionnels, les gabarits et même les pièces pour utilisation finale.
Choisir entre le PLA, l'ABS et le Nylon
Le PLA, l'ABS et le Nylon sont de très bons matériaux lorsque l'on commence l'impression 3D. En revanche nous avons vu que leurs applications sont assez limitées lorsque l'on a besoin de pièces pour le secteur de l'industrie. Ceci est dû au manque de robustesse, au manque de résistance aux produits chimiques ou au manque de résistance thermique.
C'est pourquoi l'utilisation du Nylon renforcé avec des fibres continues ou de l'Onyx est le meilleur choix pour imprimer des pièces à usage industrielles. Ces matériaux ont des propriétés mécaniques très intéressantes et résistent aux produits chimiques.
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