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Comparatif : 10 filaments PLA passés au banc d’essai

Publié le 31 mars 2015 par Guillaume Marion

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.

dessin-1

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

[toggle title= »Critères d’évaluation » state= »open » ]

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

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

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.

 dessin-3

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.

dessin-4En 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…

dessin-5Ce 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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Les 13 commentaires

Rejoignez la discussion et laissez votre commentaire.

  1. Akéla dit :

    Merci beaucoup ! ce comparatif est génial !
    Par contre un truc … vraiment …. faites gaffe aux fautes, ça mine toute crédibilité.

  2. pierrelesek dit :

    Si vous avez utilisé la même température d’extrusion tout le test est faussé ! Chaque filament a une témpérature qui lui est propre, et chez le même fabricant suivant la couleur ça change également …

    1. Nel68 dit :

      +1 également !

    2. Carmelo dit :

      totalement vrai !

  3. Kolia dit :

    Pas de lien vers le site de 3Dmatter, ça force :-p

    L’idée est intéressante mais à part les tests de résistance mécaniques qui ont le mérite de ne pas mentir (même si ça n’intéresse probablement pas la majorité des makers hobbyistes), je trouve les autres critères « qualité » et « facilité d’utilisation » et leur évaluation très discutables.

    Il tire la conclusion que ce qui joue principalement sur la qualité finale ce sont les réglages machines (ce que mon expérience tend à me faire croire aussi) et que la différence d’un filament et l’autre est faible, et pourtant il classe en 4 niveaux de « qualité » (A,B,C,D)!

    Pour la facilité d’utilisation, aucun mot sur la fiabilité du diamètre des filaments, ce qui est probablement le critère numéro 1 pour toute les machines à bowden (=type Ultimaker) ou l’emballage (sous vide avec silicagel pour préserver de l’humidité).
    Par ailleurs « il arrive que le fil s’emmele », « il arrive qu’il bouche celui-ci [l’extrudeur] »…vraiment? Pas cool d’associer ça à une marque de filament. Tout filament peut s’emmêler ou boucher une buse, donc pas la peine de tirer une conclusion injuste d’un essai malheureux pour remplir des cases…

    Bref, je reste sur ma faim. AMHA des choses peu quantifiables ne devraient pas être quantifiées, les commentaires suffiraient, et encore pour des choses avérées.

    1. Nel68 dit :

      Entièrement d’accord avec toi, belles remarques

  4. Nel68 dit :

    Hi, dommage que Verbatim ne soit pas représenté (oui ca vient juste de sortir mais qd même). Il est dommageable que le test n’ai pas été réalisé avec une machine « reconnue » type MakerBot ou encore Ultimaker, pour ne pas les citer. Pour ma part cela fait disons 3 mois que je bricole dans mon coin, j’ai passé du PLA, de l’ABS, de l’HIPS, du ColorBrass et du XT et rien que sur le PLA en restant sur la même marque (du ESUN avec un pack de 24 coloris diffrent, rien que cela Madame..) je suis obligé de modifier la T° de quelques degré si je veux arriver à mes fins et avoir la qualité attendue. Il est certains que si j’utilisai la même T° je sortirai des produits mal finis suivant les pigments utilisés donc je me doute que leur solidité pourrait être mis à caution. Là on parle de 4 personnes et qui ont volontairement utilisé la même T°… ce n’est pas représentatif pour ma part et je me permet de mettre le solde de cette « étude » à discussion… mon avis à priori partagé!

  5. Samuel dit :

    Aucun test mécanique publié… où est donc l’intérêt?
    Il aurait été pertinent de mesurer la variation de diamètre du fil aussi

  6. Richard dit :

    Des tests de qualité avec une température unique à 200°C?!…voilà de quoi rayer 1 des 3 critères tout de suite. Pour exemple j’utilise du ColorFabb et je l’imprime à 220°C, et la qualité est excellente ! D en qualité pour du ESUN idem…j’ai du ESUN et il fait très bien le boulot…

    De fait, le test de performance n’est pas bon du tout non plus car si la température utilisée n’est pas la température optimale, la résistance ne le sera pas non plus. Point 2 sur 3 à effacer de ce test également donc.

    La facilité d’usage je n’en parle même pas, je vois pas ce qu’on peut honnetement et objectivement noter la dessus…

    Bon et bien il ne reste rien à conserver 🙂
    Si vous voulez faire un test sur les filaments il n’y a déjà pas d’autre options que d’ajuster au mieux les paramètres pour chacun d’entre eux, sinon ça n’a aucun sens.

    1. Nel68 dit :

      Entièrement d’accord avec toi, merci pour ton retour

  7. Kolia dit :

    Faire le test à une température unique (mais toujours dans la plage de température recommandée par le fabricant) ne me choque pas tant au final. Si sur l’emballage c’est marqué que tu peux imprimer à 200 hein…
    Cette étude a le mérite d’essayer de rationaliser le test des filaments, sans se contenter du « faut ajuster la machine de toute façon », c’est juste qu’elle peut être amélioriée 😀
    A l’heure actuelle la seule chose que je compare (et encore, je constate juste une fois que j’utilise mais impossible de savoir à l’avance), c’est la onstance du diamètre du filament, et le rendu des couleurs.

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