Chez Tinkercad, nous aimons entendre comment les enseignants du monde entier concrétisent les créations de leurs élèves grâce à l'impression 3D. Nous pensons que l'impression 3D (et la fabrication numérique en général) offre à chacun une formidable opportunité de concevoir et de façonner son univers. Cela dit, nous avons également passé suffisamment d'heures sur notre propre équipement pour savoir que l'impression 3D est un processus relativement lent et capricieux qui peut parfois donner des résultats décevants. 

Afin de vous offrir, à vous et à votre classe, les meilleures chances de réussite dans l'impression 3D, nous avons créé ce guide pour vous aider à comprendre et à choisir le matériau (filament) le mieux adapté à votre situation. S'il est vrai que vous devez comprendre les paramètres et les capacités de votre imprimante 3D spécifique, le filament que vous utilisez est un élément tout aussi essentiel (et souvent négligé) pour une impression réussie. 

Le guide suivant se concentre délibérément sur les types de filaments qui, selon nous, méritent d'être utilisés et compris pour l'impression en classe. Pour obtenir des conseils sur le vaste monde des filaments adaptés aux professionnels et aux amateurs, consultez nos recommandations de lecture à la fin de cet article.

Profitez bien du guide et n'oubliez pas de partager vos impressions réussies avec nous sur Twitter, Facebook, ou Instagram. 

Photo prise par Page Russell sur Instructables.

PLA

Facilité d'utilisation : Facile

Température d'impression : 180 °C – 230 °C

Température du plateau d'impression : Aucun chauffage requis, 20 °C – 60 °C (en option)

Avantages : Relativement inodore, déformation ou rétrécissement minimes, nombre incroyable de variations de filaments (voir Options amusantes ci-dessous), peu coûteux, lit d'impression chauffé non requis, biodégradable (limité), recyclable (limité). 

Inconvénients : Impressions fragiles avec une résistance mécanique relativement faible par rapport à d'autres matériaux, fondent facilement sous l'effet d'une chaleur intense (bien que cela soit parfois utile pour obtenir des effets de recuit délibérés).

Image du PETG transparent gracieusement fournie par MatterHackers.

PETG

Facilité d'utilisation : Moyen

Température d'impression : 220 °C – 250 °C

Température du plateau d'impression : 50 °C – 75 °C

Avantages : Adhérence incroyable au plateau d'impression (parfois trop bonne), flexibilité améliorée par rapport au PLA, haute résistance, déformation ou rétrécissement minimes, impressions relativement résistantes à la chaleur par rapport au PLA, excellente adhérence des couches.

Inconvénients : Une certaine odeur, le filament absorbe l'humidité s'il est stocké à l'air libre (ce qui nuit à la qualité d'impression), nécessite un plateau d'impression chauffé, un séparateur de plateau d'impression est recommandé (ruban adhésif ou bâton de colle) pour éviter une adhérence permanente. Les plateaux d'impression flexibles sont la nouvelle tendance et tout le monde devrait en avoir, quel que soit le type d'impression utilisé !

Exemple de problèmes de déformation courants lors de l'impression ABS. Photo gracieusement fournie par Ultimaker.

ABS

Facilité d'utilisation : Expert

Température d'impression : 210 °C – 250 °C

Température du plateau d'impression : 80 °C – 110 °C

Avantages : Haute résistance, meilleure résistance aux UV pour les applications extérieures, couramment utilisé dans les articles ménagers (tels que les briques LEGO), les impressions obtenues sont relativement résistantes à la chaleur par rapport au PLA, adhérence phénoménale entre les couches. 

Inconvénients : Odeur perceptible, nécessite une ventilation pendant l'impression, problèmes importants de déformation/rétrécissement, lit chauffant requis, préoccupations liées aux émissions de COV (en particulier pour les étudiants souffrant de troubles respiratoires), enceinte complète nécessaire pour la régulation de la chaleur et pour assurer une ventilation adéquate.

Options amusantes 

Au sein de ces différentes formulations (mais surtout dans le PLA), vous trouverez un certain nombre de variantes originales qui pourraient intéresser les élèves. Il existe des filaments qui brillent dans le noir ou qui changent de couleur lorsqu'ils sont exposés à des températures chaudes ou froides. 

Image fournie par MatterHackers.

Vous pouvez trouver des filaments transparents ou colorés translucides. Il existe de nombreux filaments aux tons métalliques ou pailletés.

Il existe également une tendance relativement nouvelle qui consiste à utiliser des filaments arc-en-ciel ou multicolores dont la couleur change tout au long de la bobine. À mesure que chaque couche est imprimée, la couleur change lentement, ce qui donne un effet multicolore semblable à un arc-en-ciel. 

Images par DasMia sur Instructables.

Filament recyclé

Il existe un nombre croissant de filaments partiellement ou entièrement recyclés sur le marché. Actuellement, les sources d'ABS, de PET et de polystyrène recyclés étant plus abondantes que celles de PLA, les options en matière de filaments recyclés à base de PLA sont moins nombreuses. 

Image fournie par Closed Loop Plastics.

Bien que votre expérience puisse varier, les filaments recyclés sont, par nature, un produit moins prévisible avec une gamme de couleurs limitée. Pour une utilisation en classe, où la cohérence de votre imprimante est un atout précieux, les filaments recyclés peuvent ajouter une imprévisibilité indésirable.

Conseils utiles

Photo prise par Page Russell sur Instructables.

Tout comme l'encre de votre imprimante, le filament que vous achetez pour votre imprimante 3D représente une dépense régulière. Protégez votre investissement avec ces conseils de Paige Russel sur le stockage du filament afin de prolonger sa durée de vie. 

Pour régler la température d'impression, référez-vous toujours aux paramètres recommandés par le fabricant du filament. Ceux-ci sont souvent indiqués sur l'emballage du filament ou disponibles sur le site Web du fabricant. Les différentes marques proposent souvent des formulations légèrement différentes, avec des températures de fusion légèrement supérieures ou inférieures.

Mais qu'en est-il de… ?

Il est vrai que nous avons omis un grand nombre de formulations de filaments dans cette liste. Le nylon, le TPE, l'ASA, le polypropylène, le HIPS, le Flex, le polycarbonate et d'autres sont autant d'options que nous recommandons à tout amateur d'explorer. Cependant, dans le cadre d'une salle de classe, le coût, les exigences de stockage, la rareté d'utilisation, les exigences d'impression ou l'odeur de ces alternatives rendent leur utilisation difficile à recommander dans la plupart des cas. 

Photo prise par Page Russell sur Instructables.

Cela dit, si vous êtes un enseignant qui ne jure que par un type ou une marque de filament particulier qui donne d'excellents résultats dans votre classe, n'hésitez pas à nous en faire part sur les réseaux sociaux afin de nous aider à améliorer les prochaines versions de ce guide. 

Il convient également de mentionner que les services à la demande tels que Nuage polaire, Treatstock, iMatérialiser, Shapeways, 3D Hubset Ponoko (pour la découpe laser) permettent d'expérimenter avec une large gamme de matériaux et de procédés, voire d'utiliser des matériaux exotiques tels que le métal ou la fibre de carbone. Certaines de ces options sont directement accessibles depuis le menu Exporter de Tinkercad.

Avec ces services, il vous suffit de télécharger votre modèle 3D, de sélectionner le matériau que vous souhaitez utiliser et de payer des frais pour qu'il soit imprimé et expédié directement dans votre classe. Cela peut coûter assez cher, mais cela peut valoir la peine dans certains cas particuliers ou pour un projet de fin d'année.

Nous vous encourageons également à contacter votre makerspace local ou votre bibliothèque publique pour voir s'il existe des possibilités de travailler avec des bénévoles afin d'imprimer les conceptions destinées à la classe à l'aide de leurs installations et de leur équipement. Il peut être très avantageux de pouvoir compter sur le personnel expert local pour guider le processus, offrir son expertise et gagner un temps considérable en imprimant sur plusieurs machines. 

Photo par Printeraction sur Instructables.

Lectures complémentaires

Au cours de nos recherches pour créer ce guide, nous avons trouvé un certain nombre de ressources exceptionnelles qui explorent le sujet des options de filaments de manière très approfondie et avec un niveau de détail incroyable. Pour les amateurs ou les utilisateurs professionnels, les guides en ligne de All3DP, Recherche Prusaet MatterHackers offrent une quantité inépuisable d'informations utiles sur le sujet, et ont toutes été utilisées pour alimenter notre propre guide ici. 

Pour en savoir plus sur les COV des filaments et leurs effets sur la santé, consultez L'éléphant dans la salle de classe par Mike Titsch sur 3D Printer World et les références qu'il cite.