Les filaments d'imprimante 3D sont les matériaux consommables, généralement des plastiques, utilisés dans l'impression FDM (Fused Deposition Modeling). Ils sont fournis en bobines et introduits dans l’extrudeuse de l’imprimante, où le matériau est fondu et déposé à travers une buse chauffée pour construire des objets couche par couche.
Différents filaments ont des propriétés différentes, le bon choix dépend donc de ce que vous souhaitez créer. Dans cet article, nous commencerons par les filaments d'impression 3D les plus courants, puis examinerons les options plus avancées et spécialisées, et terminerons par des conseils pratiques pour vous aider à choisir le meilleur matériau pour votre projet.
Filaments d'impression 3D courants
Commençons par les types de filaments les plus courants que vous rencontrerez. Ils sont populaires car ils sont faciles à imprimer et polyvalents pour les projets quotidiens.
PLA (Acide Polylactique)
Le PLA est le filament incontournable pour les débutants et les amateurs. Il s’agit d’un plastique biodégradable issu de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs, il est donc plus écologique que les plastiques à base de pétrole. Le PLA est égalementl'un des filaments les plus abordableset vient dans unlarge gamme de couleurs, ce qui le rend populaire pour les prototypes et les impressions décoratives. Il imprime à des températures relativement basses, généralement sans lit chauffant, et présente peu de rétrécissement ou de déformation. En conséquence, c’est l’un des matériaux les plus faciles à utiliser, avec une précision dimensionnelle fiable et presque aucune odeur lors de l’impression.
Cependant, le PLA est rigide mais cassant, avec une faible flexibilité et a tendance à se briser sous l'effet des contraintes. Il a également une mauvaise résistance à la chaleur (les pièces commencent à ramollir autour de 50 à 60 °C), de sorte que les impressions peuvent se déformer dans une voiture chaude ou au soleil direct. De plus, le PLA se dégrade sous l’exposition aux UV, ce qui le rend impropre à une utilisation extérieure à long terme.
Utilisations :Idéal pour les prototypes, les modèles de loisirs, les figurines et les pièces décoratives où la facilité d'impression et la qualité des détails comptent plus que la résistance extrême. Commun pour les accessoires de cosplay, les enceintes à faible stress et comme matériel d'apprentissage pour les nouveaux utilisateurs.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~53-65 MPa
~3,6 à 3,8 GPa
190-220 °C
45–60 °C
ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)
L'ABS est l'un des premiers plastiques d'impression 3D largement utilisés, également connu sous le nom de matériau des briques LEGO. En impression 3D, il est apprécié pour sa solidité et sa résistance à la chaleur supérieure à celle du PLA. Les impressions sont solides, durables et plus résistantes aux chocs, conservant leur forme jusqu'à environ 100 °C. L'ABS accepte également bien le post-traitement : vous pouvez le poncer ou le lisser avec de la vapeur d'acétone pour une finition brillante.
Cependant, l'ABS est plus difficile à imprimer. Il nécessite des températures d'extrusion plus élevées, un lit chauffé et, idéalement, une imprimante fermée pour réduire les déformations et les fissures. Il dégage également des fumées perceptibles, une bonne ventilation est donc importante.
Utilisations :Convient aux prototypes fonctionnels et aux pièces d'utilisation finale qui nécessitent de la ténacité ou de la résistance à la chaleur, telles que les composants de machines, les pièces automobiles, les poignées d'outils ou les boîtiers à encliquetage. C’est également courant dans les cadres de drones et les pièces de voitures RC. Pour une utilisation en extérieur, l’ABS (ou son cousin ASA résistant aux UV) est souvent un meilleur choix que le PLA.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~40 à 50 MPa
~2,0 à 2,5 GPa
220-250 °C
90-110 °C
PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol)
Le PETG combine le meilleur du PLA et de l'ABS : il est plus résistant que le PLA, avec une meilleure résistance aux chocs et à la chaleur, mais plus facile à imprimer que l'ABS. Les impressions ont généralement une finition légèrement brillante, avec une forte adhérence des couches, une bonne résistance chimique et une absorption d'humidité inférieure à celle du nylon, ce qui les rend stables dans la plupart des environnements. Sous sa forme pure, le PETG peut également être sans danger pour les aliments. Cependant, le PETG peut être filandreux lors de l'impression car le filament est collant et adhère parfois trop fortement au lit d'impression.
Utilisations :Un excellent choix pour les prototypes fonctionnels, les conteneurs, les pièces à clipser et les applications extérieures où le PLA échouerait. Il est couramment utilisé pour les supports, les boîtiers de protection, les pièces de drones et les impressions résistantes à l'eau.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~50-60 MPa
~2,0–2,2 GPa
220-250 °C
70–90 °C
TPU (Polyuréthane thermoplastique)
Le TPU est un filament flexible qui ressemble plus au caoutchouc qu'au plastique. Il peut se plier, s'étirer et se comprimer sans se casser, et il présente également une excellente résistance aux chocs en absorbant les chocs par flexion plutôt que par fissuration. Le TPU est résistant à l'abrasion et aux huiles et graisses, ce qui le rend utile pour les joints d'étanchéité, les joints et les pièces automobiles.
L'impression du TPU peut être délicate. Sa douceur peut entraîner des problèmes d'alimentation dans les extrudeuses Bowden et nécessite des vitesses d'impression plus lentes pour des résultats cohérents. L’adhésion au lit est généralement facile et la déformation est minime, mais la sélection des paramètres demande de la patience.
Utilisations :Idéal pour les pièces flexibles telles que les coques de téléphone, les joints, les amortisseurs, les pneus RC ou les sangles portables. Partout où vous avez besoin d’élasticité et de résistance aux chocs, le TPU est le choix idéal.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~30 à 55 MPa
~25–75 MPa (très faible, très flexible)
210-240 °C
20–60 °C (souvent facultatif)
Filaments spécialisés et avancés
Au-delà des plastiques standards ci-dessus, il existe de nombreux filaments spéciaux conçus pour des applications plus résistantes, plus exigeantes ou plus esthétiques. Voici quelques-unes des options avancées les plus remarquables et leurs principales caractéristiques.
Nylon (Polyamide)
Le filament de nylon est solide, résistant et résistant à l'usure. Contrairement au PLA fragile, il est semi-flexible et très difficile à casser. Sous contrainte, le nylon se plie ou se déforme légèrement au lieu de se casser, ce qui lui confère une excellente résistance aux chocs. Il a également un point de fusion relativement élevé et des sections minces peuvent servir de charnières vivantes grâce à sa résistance et sa flexibilité.
Cela dit, le nylon est un matériau avancé à imprimer. Cela nécessite des températures d'extrusion élevées, un lit chauffé et souvent une chambre de fabrication fermée pour réduire la déformation. Un autre défi majeur est que le nylon est très hygroscopique : il absorbe facilement l’humidité de l’air. Le filament humide éclatera et grésillera pendant l'impression et produira des pièces faibles et défectueuses. Pour éviter cela, le nylon doit être stocké avec un déshydratant et souvent séché avant utilisation. Il coûte également plus cher que le PLA ou l’ABS et peut être difficile à obtenir une adhérence constante du lit.
Utilisations :Pièces fonctionnelles et techniques qui exigent résistance, ténacité et faible friction. Les exemples typiques incluent les engrenages, les bagues, les écrous et boulons, les charnières, les supports et les cadres de drones. La durabilité du nylon le rend également adapté aux prototypes soumis à de fortes contraintes ou aux composants sujets à l'usure sur lesquels le PLA ou l'ABS échoueraient.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
40 – 85 MPa
0,8 – 2 GPa
225 – 265 °C
70 – 90 °C
Polycarbonate (PC)
Le polycarbonate est un thermoplastique de qualité industrielle et l'un des matériaux les plus résistants que vous puissiez imprimer sur une machine de bureau. Il est extrêmement résistant aux chocs, capable de fléchir légèrement sans se fissurer et conserve sa résistance même dans des environnements à haute température.
L'impression du polycarbonate est un défi et est généralement considérée comme une entreprise experte. Cela nécessite des températures d'extrusion très élevées, un lit chauffé et, idéalement, une enceinte chauffée pour éviter une déformation importante. Le matériau absorbe également rapidement l’humidité, il doit donc être maintenu au sec et nécessite une hotend entièrement métallique pour résister aux températures élevées. Le PC est également plus cher que les filaments standards et convient mieux aux configurations avancées.
Utilisations :Des pièces fonctionnelles performantes qui doivent supporter la chaleur et les chocs. Les exemples incluent les luminaires industriels, les boîtiers d’équipements de sécurité, les composants d’outillage et les prototypes exigeants.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~72 MPa
2,2 – 2,5 GPa
260 – 310 °C
80 – 120 °C
Filaments renforcés de fibre de carbone
Le filament « fibre de carbone » n’est pas de la pure fibre de carbone. Il s'agit d'un composite, généralement fabriqué à partir d'un plastique de base tel que le PLA, le PETG, le nylon ou l'ABS, mélangé à de minuscules fibres de carbone hachées. L'ajout de fibre de carbone rend le matériau beaucoup plus rigide et plus stable dimensionnellement, et peut également améliorer légèrement la résistance à la traction. Dans les matériaux sujets à la déformation, comme le nylon ou l'ABS, la fibre de carbone contribue à réduire le retrait et la déformation.
Les fibres de carbone rendent le filament abrasif, vous devez donc utiliser une buse en acier trempé ou en rubis ; sinon, une buse en laiton s'usera rapidement. Bien que les pièces soient plus rigides et plus résistantes, elles ont également tendance à être plus cassantes, se cassant plutôt que se pliant sous l'effet d'un impact violent. Les coûts sont également plus élevés, même si les paramètres d'impression restent proches de ceux du matériau de base. Les impressions finies ont également une surface mate, ce que de nombreux utilisateurs considèrent comme un avantage supplémentaire.
Utilisations :Idéal pour les pièces solides et légères qui ne doivent pas fléchir, telles que les cadres de drones, les châssis de voitures RC, les supports, les accessoires d'outillage et les prototypes fonctionnels. Les ingénieurs choisissent souvent le nylon en fibre de carbone pour les pièces qui doivent allier légèreté et rigidité élevée, parfois même en remplacement de l'aluminium.
Matériau de base
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
PLA CF
~50-65 MPa
4,5 à 6,0 GPa
210 – 230 °C
55 – 65 °C
PETG-CF
~45-60 MPa
3,5 à 5,0 GPa
230 – 250 °C
70 – 90 °C
Nylon CF
~50 à 80 MPa
5,0 – 7,0 GPa
250 – 280 °C
90 – 120 °C
Filaments chargés de métal
Les filaments remplis de métal mélangent une fine poudre de métal dans un plastique de base, généralement du PLA. Les types courants incluent le PLA chargé en bronze, cuivre, laiton et acier. La teneur en métal ajoutée donne aux impressions un aspect métallique et un poids sensiblement plus lourd. Directement sorties de l'imprimante, les pièces ont généralement une finition mate rugueuse qui nécessite un post-traitement tel que le ponçage ou le polissage pour faire ressortir un véritable éclat métallique.
Ces filaments sont plus difficiles à imprimer que le PLA standard. Ils ont souvent besoin de vitesses d'impression plus lentes et de températures de buses plus élevées pour éviter les obstructions. Comme la fibre de carbone, les particules métalliques sont abrasives, c'est pourquoi une buse en acier trempé ou en rubis est fortement recommandée. Les impressions ont également tendance à être plus fragiles – elles gagnent en rigidité mais perdent en ténacité – et le matériau est généralement plus cher que les filaments courants.
Utilisations :Idéal pour les accessoires de cosplay, les statues, les bijoux, les objets décoratifs et les modèles conceptuels où une apparence et un poids réalistes en métal sont importants.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
Comparable au PLA (légèrement plus cassant)
Plus élevé que le PLA (plus rigide)
200 – 230 °C
50 – 70 °C
PEEK (Polyéther Éther Cétone)
Le PEEK est considéré comme l’un des thermoplastiques les plus avancés disponibles pour l’impression 3D. Il est reconnu comme un thermoplastique haute performance doté d’une résistance mécanique, d’une résistance à l’usure et aux produits chimiques exceptionnelles et de propriétés ignifuges inhérentes. Grâce à son excellent rapport résistance/poids, le PEEK peut parfois se substituer au métal dans des environnements exigeants. Il est également biocompatible et stérilisable, ce qui le rend précieux dans les domaines médical et scientifique.
L’impression avec PEEK est cependant extrêmement difficile. Cela nécessite un équipement spécialisé capable de supporter des températures d'extrusion très élevées, une chambre chauffée et une surface de construction à haute température pour éviter la déformation. Le processus doit être soigneusement contrôlé pour que le matériau cristallise correctement sans se fissurer. En raison de ces exigences strictes, seules les machines industrielles ou les imprimantes professionnelles avancées sont adaptées au PEEK. De plus, le filament lui-même est nettement plus cher que les plastiques standards, limitant son utilisation à des contextes professionnels et industriels.
Utilisations :Choisi uniquement lorsque les performances les plus élevées sont requises, le PEEK se retrouve dans les composants aérospatiaux, les pièces automobiles hautes performances, les implants médicaux et les applications pétrolières et gazières.
Résistance à la traction
Module de flexion
Température d'impression
Température du lit d'impression
~90-100 MPa
3,5 à 4,0 GPa
380 – 420 °C
120 – 230 °C
Conseils pour choisir le bon filament
Identifier les exigences du projet
Commencez par définir les propriétés essentielles pour votre pièce. Déterminez s’il nécessite une résistance et une durabilité élevées, une flexibilité ou une résistance à la chaleur et aux intempéries extérieures. Par exemple, le PLA convient aux prototypes simples, tandis que l’ABS ou le PETG seraient plus appropriés pour des composants durables et porteurs. Pour les pièces qui doivent fléchir, telles que les joints ou les poignées de téléphone, le TPU ou d'autres filaments flexibles sont recommandés.
Tenez compte des capacités de l’imprimante
Vérifiez que la hotend et le lit chauffant de votre imprimante peuvent atteindre les températures nécessaires. Les matériaux comme le nylon et le polycarbonate nécessitent des températures d'extrusion plus élevées et souvent une enceinte chauffée. Les filaments abrasifs, y compris les variantes chargées de fibre de carbone ou de métal, doivent être imprimés avec une buse durcie pour éviter l'usure.
Tenir compte de l'environnement et des conditions d'exploitation
Choisissez des matériaux adaptés à l’application finale. Pour une utilisation en extérieur, le PETG ou l’ASA fonctionnent bien grâce à leur résistance aux UV et aux intempéries. Les environnements à haute température peuvent nécessiter de l'ABS, du PETG, du nylon ou du polycarbonate. Pour les pièces en contact avec les aliments, seuls les PLA ou PETG certifiés sont à considérer. Pour des caractéristiques de haute précision, utilisez des matériaux à faible retrait tels que le PLA ou le PETG.
Évaluer les exigences de finition
Le PLA et le PETG peuvent produire des surfaces lisses, l'ABS peut être lissé chimiquement et les filaments spéciaux comme ceux chargés en bois ou en métal nécessitent souvent un ponçage ou un polissage. Déterminez si vous êtes prêt à subir un post-traitement supplémentaire pour obtenir la finition souhaitée.
Tenez compte du coût et de la disponibilité
Le PLA et l’ABS sont peu coûteux et largement disponibles. Le PETG et le TPU sont abordables et abordables, tandis que le nylon, le polycarbonate et les composites sont plus coûteux. Les plastiques hautes performances tels que le PEEK ou le PEI sont chers et utilisés principalement dans des contextes industriels.
Équilibrer l’imprimabilité et les performances
Le PLA et le PETG sont faciles à utiliser et conviennent à la plupart des débutants. L'ABS et l'ASA offrent de meilleures performances mécaniques et une meilleure résistance à la chaleur mais nécessitent une configuration plus soignée. Les plastiques techniques avancés tels que le nylon et le polycarbonate offrent des propriétés supérieures mais exigent des imprimantes de qualité professionnelle.
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