Comment choisir le bon filament flexible ?
Flexible, c'est-à-dire ?
En premier lieu rappelons ce qu'on appelle un "filament flexible". Les filaments flexibles se caractérisent par
leur souplesse mais aussi leur élasticité (les pièces produites présenteront le même comportement).
Un lacet de chaussure classique est "souple". On peut faire des nœuds avec, et c'est bien l'objectif... Par contre
il n'est pas "élastique". On ne peut pas l'étirer. Le lacet est souple mais pas élastique.
Un filament nylon ou polypropylène sera souple (contrairement à un filament ABS qui lui sera rigide). Mais un filament
nylon n'est pas élastique. Les filaments dits "flexibles" sont souples et élastiques. Il est important
de bien faire le distinguo entre ces différents comportements.
Concrètement, les filaments flexibles permettent de produire des pièces étirables, déformables.
Une fois la contrainte annulée, l'objet reprend sa forme initiale. Les applications sont nombreuses comme par
exemple une coque de protection d'équipement pour les duretés les plus faibles ou des pièces ultra résistantes aux chocs
pour les duretés les plus fortes.
Parmi les filaments flexibles pour imprimante 3D on distingue différentes familles. Si l'on s'en tient à la matrice des plastiques souples et élastiques, parmi les TPE (thermoplastiques élastomères), on retrouve :
- les filaments TPU : thermoplastique polyuréthane
- les filaments TPC : thermoplastique copolymère éther-ester
- les filaments TPS : thermoplastique styrène
Chacune de ses familles confèrent des conditions d'impression et des performances différentes.
Il y a dureté et... dureté Shore
Pour se répérer dans les duretés de filaments flexibles, on utilise l'échelle de dureté Shore. Notons tout d'abord que cette échelle n'est pas spécifique à l'impression 3D. Il s'agit d'une classification utilisée dans l'industrie notamment et dans des domaines bien éloignés de l'impression 3D.
La représentation ci-dessous est proposée par Recreus, un célèbre fabricant européen de filaments flexibles.
On note toute d'abord qu'il y a plusieurs échelles : Shore 00, Shore A et Shore D. Pour les filaments, seules les échelles Shore A et Shore D sont utilisées.
Au sein d'une échelle donnée, plus le nombre est bas, plus le filament est souple et élastique. Un filament Shore 90A sera plus "dur" qu'un filament Shore 70A.
On remarque qu'il est possible de faire des correspondances. Par exemple un filament Shore 80A correspond à peu près à un filament Shore 30D. Insistons sur le fait qu'il ne faut pas se fier qu'au nombre. Un filament Shore 90A est plus "flexible" qu'un filament Shore 30D !
A ce jour, la gamme de filaments flexibles pour imprimante 3D s'étend du Shore 60A (très flexible) à 70D (très "dur").
Pour finir sur cette représentation, notons que de petites illustrations permettent de se donner une idée de la dureté. Selon cette représentation, un filament Shore 95A correspond à peu près à la dureté d'une roue de chariot. Relativisons un peu sur cet aspect. Les roues de chariot sont pleines, les impressions 3D ne le sont pas dans la majorité des cas. D'une manière générale, notons que les illustrations sont un peu "surestimées". Si vous imprimez une roue de chariot avec un filament 95A (censé correspondre selon l'illustration), vous trouverez que la roue imprimée est plus flexible qu'une véritable roue de chariot.
Une dureté ajustable
L'une des spécificités de l'impression 3D à dépôt de filament fondu est de pouvoir agir sur le taux de remplissage. Cela signifie que l'on va pouvoir "remplir" plus ou moins l'objet. Cela est particulièrement intéressant dans le cas d'une impression flexible. Si l'on ne peut évidemment pas produire une pièce plus dure que la dureté native du filament, on va pouvoir réduire la dureté de l'objet en baissant le taux de remplissage.
Toujours dans cet objectif de faire varier la dureté finale de l'objet on peut modifier l'épaisseur des parois, ce qu'on appelle les "murs" en impression 3D. Plus la paroi est épaisse, plus l'objet sera "dur".