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Filament Flexible TPE : TPU, TPS, TPC
Après les classiques PLA, PETG, ABS et ASA, les filaments dits "flexibles" sont très utilisés en impression 3D.
Ces filaments TPE produisent des pièces à la fois souples et élastiques : les pièces peuvent être pliées, étirées, déformées.
Elles reprennent leur forme après annulation de la contrainte.
Il existe une grande diversité de filaments flexibles. Voyons-les ici en détail, ainsi que les atouts et limites des filaments
flexibles pour l'impression 3D.
C'est quoi le filament flexible ?
Il existe plusieurs familles de filaments flexibles, appartenant à la famille mère TPE pour "thermoplastique élastomère". Cette grande famille regroupe :
- les filaments TPU (les plus utilisés en impression 3D)
- les filaments TPS
- les filaments TPC
Tous ces filaments produisent des pièces souples et élastiques. Pour imager le caractère flexible de ces matériaux, notez que l'on peut tout simplement faire un nœud avec ces filaments. Ajoutons à cela que les filaments flexibles ont une température de transition vitreuse négative. C'est-à-dire qu'ils passent de l'état "dur" à l'état "ramolli" bien en dessous de 0°C à l'inverse des matériaux classiques (PLA, PETG, ABS, ASA, etc). Aussi lorsqu'on manipule un filament ou un objet TPE à une température ambiante de 20°C, on manipule en fait un matériau déjà passé dans un état "ramolli" car sa température de transition vitreuse est dépassée depuis longtemps.
Il existe donc plusieurs familles de filaments flexibles, TPU, TPS, TPC, mais aussi plusieurs duretés. Pour parler trivialement, les filaments (et les pièces produites) seront plus ou moins "mous" et élastiques au sein même d'une famille. On utilise l'échelle de dureté Shore pour classer ces duretés. Vous pouvez trouver davantage d'informations à ce sujet sur notre page Comment choisir le bon filament flexible ?.
On trouvera ainsi des filaments TPU-70A, TPU-98A mais aussi des filaments TPC-30D, TPC-40D, etc. Les filaments TPC-30D et TPC-40D sont bien tous deux des filaments TPC, mais avec des duretés différentes, en l'occurrence Shore 30D et Shore 40D.
Pour simplifier les choses, on peut distinguer 4 grandes familles de dureté de filaments :
- 60-79A : très flexible, la limite basse de ce qu'il est possible de faire en impression 3D à dépôt de filament
- 80-89A : les filaments flexibles "standards"
- 90-99A : on parle de filaments "semi-flexibles"
- 70D et au-delà : à la limite du "non-flexible", tout juste suffisamment souples et élastiques pour produire des pièces qui absorberont les chocs plutôt que de céder
Pour finir sur cette notion de dureté notons que la dureté finale de l'objet (sa souplesse et son élasticité) dépendront de la dureté native du filament mais aussi de l'épaisseur des murs (des parois externes de l'objet) et du taux de remplissage.
Filament TPU
Les filaments TPU sont les premiers des filaments flexibles à avoir fait leur apparition sur le marché lors de la démocratisation de l'impression 3D de bureau dans les années 2010. Ils restent aujourd'hui les filaments flexibles les plus utilisés en impression 3D.
Cela s'explique notamment par leur facilité d'impression (pour des duretés moyennes à élevées) mais aussi par la grande diversité des duretés Shore disponibles. On trouve ainsi sur le marché des filaments TPU 60A (très mous) jusque des filaments de dureté Shore 70D (très durs). Cette grande diversité de duretés multiplie les possibilités et donc les applications. En plus d'une grande étendue de duretés, notons également une large gamme de coloris en comparaison aux autres types de filaments TPE.
Ajoutons à cela que de manière générale, les filaments TPU sont particulièrement résistants à la chaleur mais aussi à l'usure.
Filament TPS
Les filaments TPS sont des filaments TPE sur base de styrène (TP"S").
Le principal point différenciant de ce type de filament flexible est le rendu "soft touch", c'est-à-dire un rendu au toucher "doux" et antidérapant. Pour imager ce toucher, ayez en tête les revêtements anti-dérapants des tournevis par exemple.
Filament TPC
En plus des caractéristiques typiques de la famille des TPE, les filaments TPC produiront en outre des pièces particulièrement résistantes aux UV et aux agressions chimiques.