Vous êtes-vous déjà demandé quel était le coût des matériaux 3D ? Comme dans toute production, le matériau utilisé pour l'impression 3D est essentiel pour créer un produit durable et garantir un processus de fabrication fluide. De plus, le prix du matériau d'impression détermine le coût du produit final.
L'impression 3D offre une gamme infinie de possibilités d'impression, rendues possibles grâce à la diversité des matériaux utilisés. Cependant, cela a parfois un coût, qui varie en fonction du matériau utilisé.
Nous allons maintenant passer en revue les matériaux couramment utilisés en impression 3D et vous donner une idée des prix auxquels vous devriez vous attendre.
Types de matériaux utilisés dans l'impression 3D
À l'ère des technologies de pointe, la plupart des imprimantes 3D utilisent des métaux et des thermoplastiques.
Parmi les thermoplastiques les plus courants, on peut citer :
- PLA
- PVA
- ABS
- Fibre de carbone
- Nylon
Parmi les métaux les plus courants, on trouve :
- Titane
- Acier inoxydable
- Aluminium
- Le cobalt, entre autres
Cependant, l'impression 3D faisant appel à diverses technologies, chaque procédé nécessite des matériaux différents. C'est pourquoi on utilise d'autres matériaux tels que des filaments, des résines, du papier et des poudres, entre autres.
Cet article se penchera donc sur trois technologies d'impression 3D courantes et sur les matériaux utilisés.
- Extrusion de matière (FDM)
- Photopolymérisation en cuve
- Fusion sur lit de poudre
- Extrusion de matière (FDM)
Le FDM (Fused Deposition Modeling, ou « modélisation par dépôt fondu ») figure parmi les procédés les plus courants et les plus populaires de l'impression 3D. Il utilise généralement des thermoplastiques, et le coût du matériau FDM dépend du type de polymère utilisé. Parmi les autres facteurs qui influencent le prix, on peut citer la qualité du matériau, sa stabilité dimensionnelle et sa couleur.
- PLA
Le PLA, ou acide polylactique, est disponible dans différentes couleurs et formulations. Il s'agit d'un polymère biodégradable issu de la canne à sucre ou de l'amidon de maïs. C'est sans aucun doute le matériau de filament le plus prisé pour les imprimantes 3D FDM : il est facile à utiliser et son rendu esthétique est exceptionnel.
Le PLA se teinte facilement, se décline dans une gamme impressionnante de couleurs et présente une dureté et une résistance satisfaisantes. Cependant, bien que le PLA soit disponible en différentes qualités et mélanges, les filaments standard coûtent entre 15 et 28,99 € le kg. Il existe néanmoins des filaments spéciaux, comme le PLA à la soie, qui coûte environ 30 €, et le PLA qui change de couleur, dont le prix commence à environ 40 €.
- ABS
L'ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène) fait partie des plastiques les plus couramment utilisés. Dérivé du pétrole, il subit un retrait thermique important lors du refroidissement, ce qui rend l'utilisation d'un plateau d'impression chauffant particulièrement utile. Cependant, ce refroidissement peut entraîner une déformation, d'où la nécessité d'utiliser des imprimantes fermées.
Néanmoins, les pièces en ABS imprimées à l'aide de la technologie d'impression 3D présentent des propriétés mécaniques supérieures, notamment en termes de résistance à la chaleur, de durabilité et de solidité. De plus, sur le plan financier, l'ABS est un matériau relativement peu coûteux pour l'impression FDM. Par exemple, une bobine d'ABS d'un kilo peut coûter entre 20 et 35 euros seulement.
- PETG
Très apprécié pour ses propriétés de compatibilité alimentaire, le PETG est très similaire au PET utilisé pour la fabrication des bouteilles d'eau et de soda.
Le PETG constitue une excellente alternative à l'ABS en termes de facilité d'utilisation, de résistance à la température et de solidité. De plus, contrairement à l'ABS, il est possible d'imprimer avec du PETG sans plateau chauffant.
C'est également un matériau présentant une excellente résistance chimique, d'où son intérêt en matière de sécurité alimentaire. Au vu de toutes ces caractéristiques exceptionnelles, on pourrait penser que le PETG est très cher, mais ce n'est pas le cas. Le prix actuel d'un kilo de PLA pour les imprimantes de l'UE est de 28,99 €, et les modèles haut de gamme peuvent atteindre 55 €.
- HIPS et PVA
Le HIPS présente les mêmes propriétés que l'ABS, notamment en ce qui concerne la température d'impression. Cela en fait un complément idéal : l'ABS comme matériau d'impression principal et le HIPS comme matériau de support. Une bobine de HIPS coûte entre 20 et 60 euros environ, tandis que le liquide utilisé pour le dissoudre coûte entre 20 et 60 euros la bouteille de 500 ml.
D'autre part, vous pouvez associer le PVA au PLA, car ils ont le même point de fusion. Cependant, le PVA est soluble dans l'eau et ne nécessite aucun produit chimique pour se dissoudre, ce qui est un avantage considérable, étant donné que le PVA peut être coûteux. Une bobine de PVA d'un kilo coûte entre 60 et 130 euros environ.
- Matériaux souples
Il s'agit de polymères de type caoutchouc qui apportent davantage d'élasticité que de rigidité. Ces matériaux, appelés « élastomères thermoplastiques », regroupent des polymères tels que le TPA, le TPC, le TPU et le PLA souple.
Ces matériaux souples vous permettent d'imprimer de nombreux objets, allant des pneus de voitures télécommandées aux chaussures. Le prix du filament souple varie entre 65 € et 180 € le kilo.
- POLYMÉRISATION DE L'ACIDE ACÉTIQUE
La polymérisation par cuve est connue dans le domaine de l'impression 3D sous le nom d'« impression 3D à la résine ». Ce procédé consiste à durcir des couches de matériau d'impression (appelés thermodurcissables) à l'aide d'une source lumineuse. Bien que les thermodurcissables soient des polymères, contrairement aux thermoplastiques, ils ne fondent pas mais se solidifient après durcissement par la lumière. Par conséquent, leur coût dépend principalement de leur composition, de leur qualité et de leur aptitude au lavage.
- Résine standard
La résine standard est idéale pour créer des objets magnifiques et attrayants. La polymérisation en cuve permet d'obtenir des impressions de haute résolution d'une qualité exceptionnelle, mais son inconvénient réside dans son coût élevé, qui s'élève en moyenne à 50 € le kg.
- Résine résistante
La résine résistante permet de créer des pièces aussi solides que celles issues de l'impression FDM. En général, l'impression 3D à la résine est principalement associée à des fins artistiques et esthétiques plutôt qu'à des fins fonctionnelles. Cependant, certaines résines sont spécialement conçues pour produire des pièces durables et résistantes ; on les appelle communément « résines résistantes ». Le prix d'un kilo de résine résistante varie entre 60 et 175 euros.
- Résine souple
La résine flexible offre la souplesse et l'élasticité du caoutchouc dans l'impression 3D à la résine. Vous pouvez également la mélanger à de la résine standard pour améliorer les performances mécaniques et réduire la fragilité. En ce qui concerne le prix, un flacon d'un kilo peut coûter 65 €, même s'il n'est pas rare de voir des prix atteindre 200 €.
- Résines spécialisées
Les résines spécialisées sont principalement utilisées dans des applications professionnelles, notamment en joaillerie et en dentisterie. Par exemple, on utilise le moulage à la cire perdue pour créer de minuscules pièces de joaillerie à l'aide de l'impression 3D. Le prix de la résine moulable varie entre 75 et 250 euros. Les résines dentaires, quant à elles, peuvent atteindre 500 euros le litre.
- FUSION PAR LIT DE POUDRE
La technologie d'impression 3D dite « fusion sur lit de poudre » est l'une des plus utilisées par les secteurs industriels pour fabriquer des pièces destinées à un usage final. Elle consiste à fusionner ou à faire fondre de manière sélective un matériau en poudre, couche par couche, à l'aide d'un laser ou d'autres sources de chaleur telles que des faisceaux d'électrons, dans imprimantes 3D métalliques de bureau.
La fusion sur lit de poudre est une technologie d'impression 3D utilisée dans divers secteurs industriels pour fabriquer des pièces destinées à un usage final. Ces technologies sont désignées par leurs noms commerciaux.
Le frittage sélectif par laser (SLS) est utilisé pour le traitement des polymères. En revanche, la fusion par faisceau d'électrons (EBM), le frittage direct de métal par laser (DMLS) et la fusion sélective par laser (SLM) sont utilisés pour le traitement des pièces métalliques.
- Polymères
La poudre de polymère la plus couramment utilisée pour le frittage sélectif par laser est le polyamide, ou PA. Le nylon en est le meilleur exemple. La poudre de PA la plus courante pour le procédé SLS est le nylon PA 12, dont le prix avoisine les 150 € le kg. Par ailleurs, certaines poudres plus onéreuses peuvent atteindre jusqu’à 225 € le kg.
- Métaux
La poudre métallique utilisée dans l'impression 3D est coûteuse à produire et à utiliser. Les poudres métalliques sont obtenues par atomisation, un procédé assez onéreux. De plus, la plupart des métaux utilisés dans imprimantes 3D métalliques sont des métaux haut de gamme, comme les alliages à base de nickel et le titane, qui sont très onéreux.
Prévoyez environ 150 Є par kg d'acier inoxydable standard et entre 350 et 600 Є par kg de poudres métalliques de qualité supérieure.
Conclusion
À présent, en fonction de votre imprimante 3D et de ce que vous comptez imprimer, vous avez une bonne idée du budget à prévoir pour les matériaux d'impression 3D.