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Filament PLA

Le PLA est devenu le matériau roi de l'impression 3D à dépôt de filament fondu.

De quoi s'agit-il ? Quels sont les atouts et les limites du PLA ? Pour quelles applications ? On vous dit tout dans cet article.

C'est quoi le PLA ?

Le PLA ou acide polylactique est un biopolymère. Le PLA pur, sans additif, est issu de ressources végétales comme l'amidon de maïs, la canne à sucre ou la betterave. Ce bioplastique est très utilisé dans le domaine de l'emballage alimentaire. Lorsqu'il est pur le PLA est compostable en conditions industrielles.

Dans le domaine de l'impression 3D, le PLA est le matériau roi. Il peu coûteux, s'imprime très facilement et produit des pièces au rendu parfait. Il est utilisé par les particuliers comme les professionnels.

Son point faible est la résistance à la chaleur. Au-delà de 40-50°C les pièces imprimées en PLA risquent de se déformer.

Dans le domaine professionnel, cette facilité d'impression combinée à une faible résistance à la chaleur explique son utilisation limitée à la production de gabarits ou de prototypes pour la validation de forme. Si la pièce est soumise à des températures supérieures à 40-50°C il faudra s'orienter vers un autre matériau.

Quels sont les atouts et limites du PLA ?

La facilité d'impression et le rendu parfait des pièces expliquent l'engouement pour ce matériau. Il en résulte que le panel de variantes et de coloris proposé par les fabricants est très large. En terme d'effets esthétiques, on peut citer le PLA effet MAT, le PLA métallisé ou encore le PLA Silk.

Le caractère biosourcé du PLA peut être cité comme un avantage. Il n'est en effet pas issu de l'industrie du pétrole comme l'ABS par exemple. Mais il faut garder à l'esprit que cela est vrai pour le PLA pur. Tout ajout de pigments de coloration ou de charges peut mettre à mal le caractère compostable du PLA. Le PLA ne se décompose pas dans un compost domestique. Sa dégradabilité ne pourra être observée qu'en conditions de compostage industrielles. L'origine biosourcée du PLA ne doit pas être un prétexte pour produire sans limite. Comme pour tout plastique, il convient de raisonner sa production.

Pour finir le PLA est peu coûteux, l'un des moins chers des matériaux pour l'impression 3D. Toutefois les variantes de PLA comme le PLA mat ou le PLA soie seront plus onéreux.

Au niveau des limites, c'est clairement la résistance à la chaleur qui pose problème. Au-delà de 40-50°C le PLA perd de sa tenue. Toute utilisation en extérieure est à proscrire. Imprimez une pièce longiforme et placez-là derrière le pare-brise d'une voiture en plein été ; vous la retrouverez avec la forme du tableau de bord. On parle bien ici d'une pièce longiforme. Un cube de 10x10x10cm ne se transformera pas en ballon au soleil.

Même si le risque de déformation dépend des contraintes appliquées à la pièce, il n'est pas possible d'utiliser des pièces en PLA dans un environnement où la température dépasser 40-50°C.

Pour quelles applications ?

Le PLA est le candidat idéal pour toutes les productions décoratives. Facile à imprimer, rendu parfait. Les variantes de couleurs et d'effets sont très nombreuses.

Dans le domaine de l'architecture, les PLA mat noirs et blancs sont très appréciés pour le réalisme des pièces fabriquées.

Dans le domaine de l'industrie, on pense d'abord à la fabrication de prototypes. Le PLA est parfait pour la validation de forme. Bien que le PLA résiste mal à la chaleur il est tout de même très utilisé pour la fabrication de gabarits.

PLA 3D870

Le PLA n'est pas né de l'impression 3D. En effet ce biopolymère est utilisé depuis très longtemps dans l'industrie agro-alimentaire pour l'emballage des denrées. Ce n'est d'ailleurs pas sans poser des tensions de disponibilité de matière première pour le marché de l'impression 3D bien moins consommatrice que l'industrie agro-alimentaire.

Aussi historiquement, mais encore aujourd'hui, le PLA "standard" est fabriqué avec le même pellet que celui utilisé par l'industrie agro-alimentaire. Si cela convient très bien, Natureworks, un acteur majeur de la production de PLA, a souhaité mettre au point une résine dédiée à l'impression 3D, le PLA 3D870. Cette résine est conçue, dédiée à l'impression 3D.

Quelles sont les promesses ? Tout d'abord le PLA 3D870 s'imprime plus vite. Derrière les appellations de filament PLA "haute vitesse" on retrouve souvent la résine Ingeo 3D870. Ensuite il est possible de recuire les pièces imprimées afin de leur conférer des résistances thermiques et mécaniques bien plus élevées que les PLA standards. Enfin, de base le PLA 3D870 produit des pièces bien plus solide que l'ABS par exemple.

PLA Mat

Le PLA mat permet de produire des objets qui réfléchissent beaucoup moins la lumière que ceux produits avec du PLA standard. Il en résulte des objets mat, au "rendu plastique" atténué. La faible réflexion de la lumière minimise l'effet escalier typique des impressions 3D FFF. Les pièces paraissent plus réalistes.

Ce type de filament est particulièrement apprécié dans le domaine de l'architecture pour la production de maquettes. Ce sont les filaments PLA mats noir et blanc qui sont le plus prisés.

Mais on retrouve le filament PLA mat aussi dans des applications techniques et notamment de l'optique. En effet la réflexion de la lumière par la majorité des matériaux 3D peut être problématique. L'utilisation d'un filament PLA mat permet de s'affranchir de cette limite.

Le PLA avec effet métallisé

Le PLA métallisé est une variante du PLA classique. Grâce à une charge de paillettes on obtient un effet métallisé, avec un certain scintillement à la lumière.

Les paillettes restent bien incrustées dans la matière.

La charge paillette ne confère aucune propriété mécanique au polymère de base.

Le PLA Silk

On l'appelle aussi PLA Soie. Le PLA Silk produit des pièces extrêmement brillantes. Au-delà du rendu très bling bling, cette très forte réflexion de la lumière par l'objet a tendance à estomper l'effet escalier caractéristique des impressions à dépôt de filament fondu. En effet, l'œil n'arrive plus à distinguer les couches successives.