Comparatif : 10 filaments PLA passés au banc d’essai
Les fournisseurs de PLA étant toujours de plus en plus nombreux, il peut être difficile de suivre l’évolution de l’offre. 3D Matter, une startup qui souhaite apporter des solutions pour améliorer les matériaux disponibles aujourd’hui aux utilisateurs d’imprimantes 3D, a réalisé un comparatif de différents filaments PLA en étudiant notamment leur résistance mécanique. Les tests ont étés effectués en partenariat avec DOOD, la start up qui a créé et qui fabrique l’imprimante 3D Digital Objet Maker (DOM).
Résultats du comparatif
Pour commencer, voici les résultats du comparatif. La méthode ayant permis d’obtenir ces résultats est décrite dans la suite de l’article accompagnée de résultats plus spécifiques.
Les filaments en PLA classique (Regular PLA) montrent une vaste gamme de prix, mais cela ne semble pas justifié vu la faible différence qui les sépare en terme de qualité. Sans tenir compte du prix, le filament de Makerbot présente la meilleure note globale. En tenant compte du prix, le filament de Dutch Filaments est plus intéressant.
Les filaments modifiés sont assez différents des autres et peuvent donc justifier un prix plus élevé. Si les performances ne sont pas vraiment de mise, la qualité des impressions est améliorée de manière significative.
À propos de la méthode de comparaison
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Performance : Résistance mécanique du matériaux
Qualité : État de surface, aspect final de la pièce fabriquée
Procédé : Facilité d’usage du filament
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Les tests ont étés menés en contrôlant tout les paramètres de l’environnement extérieur, tout les filaments ont étés utilisés sur la même imprimante 3D avec les mêmes paramètres :
- Température : 200°C
- Vitesse : 120mm/s (performance), 40mm/s (qualitée)
- Hauteur de couche : 0.25mm (performance), 0.15mm (qualitée)
Résultats détaillés : test de performance
[toggle title= »Procédure de test » state= »open » ]
Éprouvettes utilisées pour les essais
Le test de performance est composé d’une série de tests en traction et en compression sur plusieurs échantillons. Les essais ont été réalisés à température ambiante.
Les résultats de ce test sont la résistance (contrainte maximum admissible), la rigidité et l’élongation à rupture qui sont déduites des courbes contrainte/déformation obtenues à l’aide d’une machine de traction classique.
| Critère | Définition | Valeur |
|---|---|---|
| Résistance | Contrainte maximum que l’échantillon peut supporter avant de casser | 10-36MPa |
| Allongement à rupture | Longueur maximale que l’échantillon peut supporter avant rupture | 1.5%-3.5% pour la plupart des filaments, 25% pour le « wood blend » |
| Rigidité | Pression permettant d’étirer/comprimer l’échantillon de manière reversible (module d’Young) | 2.1-3.5GPa |
Exemple de courbe de contrainte/déformation obtenue à l’aide d’un essai de traction
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Les essais ont été réalisés au laboratoire Navier de l’école des Ponts ParisTech. Les données pour les éprouvettes similaires ont été moyennées et rassemblées dans le tableau suivant.
Ce tableau regroupe les différentes caractéristiques des filaments mais la performance générale d’un matériau dépend de la manière dont il est sollicité. Une certaine utilisation demandera plus de rigidité là où une autre demandera plus de résistance.
Résultats détaillés : la qualité
Les pièces de comparaison ont toutes été imprimées à partir d’un même fichier STL, plusieurs fois pour chaque filament. Quatre personnes différentes ont ensuite données chacun un avis sur l’apparence des pièces fabriquées et les ont triées en fonction de leur qualité. Leurs avis sont résumés dans le tableau suivant.
En conclusion, la différence de qualité entre les filaments en PLA classique est relativement faible comparée aux différences liées aux réglages de l’imprimante 3D. Par exemple, une variation de la qualité de l’extrudeur, de la vitesse d’impression ou encore de l’épaisseur de couche auront plus d’influence sur la qualité que la marque du filament.
Les différences entre les filaments modifiés sont plus importantes. La nature des matériaux imprimés conduit naturellement à des apparences différentes, mais également à des états de surfaces nettement différents.
Résultats détaillés : Facilité d’usage
Si il est plus difficile de comparer la facilité d’impression que la résistance ou la qualité de finition, 3DMatter a tenté de faire apparaître d’éventuels défauts apparaissant de manière récurrentes lors de la fabrication. Les points suivants ont également eu une influence sur les notes : si le filament est livré déjà chargé sur une bobine, si il était facile de charger le filament sur la machine, si le filament est arrivé emmêlé lors de la livraison, etc…
Ce test n’est pas exhaustif et ne prend pas en compte certains paramètres comme par exemple les spécificité de l’imprimante (tout les essais ont été réalisés avec la Digital Object Maker de DOOD), la facilité pour se procurer le filament, la toxicité, la variété de couleurs ou encore la qualité du support clients. 3D Matter teste en ce moment d’autres filaments, si vous souhaitez réaliser un test sur mesure ou en savoir plus sur les données publiées dans cet article, vous pouvez contacter [email protected]. Vous pouvez retrouver l’intégralité de l’étude sur www.my3dmatter.com
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