Les imprimantes 3D FDM/FFF de PEEK et d’ULTEM

Les utilisateurs de la fabrication additive sont de plus en plus à la recherche de matériaux techniques qui répondent à leurs exigences et contraintes. Nous avons vu le marché des matériaux croître de façon exponentielle ces dernières années dans le but d’offrir des solutions plus performantes. C’est le cas par exemple du segment des thermoplastiques hautes performances, que vous connaissez mieux sous le nom de PEEK, PEKK ou encore PEI. Principalement commercialisés sous la forme de filament, ils ont des caractéristiques chimiques et propriétés mécaniques assez impressionnantes, se rapprochant parfois de certains métaux. Mais ils impliquent également des paramètres d’impression plus complexes, à savoir une température d’extrusion de plus de 350°C, une chambre chauffée ainsi qu’un plateau d’impression capable de monter à plus de 100°C. Des contraintes techniques qui expliquent le nombre d’imprimantes 3D compatibles relativement restreint sur le marché. Pour vous aider dans vos recherches, 3Dnatives vous a regroupé aujourd’hui les imprimantes 3D FDM capables d’imprimer ces matériaux PEEK et ULTEM, classées par ordre alphabétique.

ALTRA 280 de BigRep

L’ALTRA 280 de BigRep est une imprimante FDM industrielle pour les matériaux haute performance, dotée d’une grande chambre d’impression et de la possibilité d’ajouter jusqu’à quatre extrudeurs. La machine dispose d’une chambre d’impression de 500 mm x 700 mm x 800 mm (volume d’impression de 280 litres), ce qui permet la production de prototypes complexes et de pièces finales. La chambre et le plateau d’impression atteignent des températures allant jusqu’à 180°C, ce qui permet d’utiliser des matériaux haute performance tels que l’ULTEM 9085 et le PEEK. Pendant l’impression, la chambre agit également comme un système de durcissement, améliorant les propriétés mécaniques, la fonctionnalité et la stabilité dimensionnelle des pièces. Les quatre extrudeurs DSX (Direct Synchronised Extruders) sont capables d’imprimer à 450°C jusqu’à 20 kg en un cycle, offrant une production ininterrompue avec deux extrudeurs de secours. Chaque DSX dispose également de canaux de refroidissement intégrés et de multiples capteurs pour la surveillance et le contrôle. La machine convient aux applications dans les industries à hautes performances telles que l’aérospatiale, mais aussi à la production d’outils et de prototypes fonctionnels robustes et géométriquement complexes.

Apium P400

Lancée en 2022, l’imprimante 3D Apium P400 a été développée par le fabricant allemand éponyme. Elle offre une volume d’impression de 400 x 300 x 300 mm , un plateau pouvant atteindre les 200°C et une buse capable de monter jusqu’à 540°C. Équipée d’un système IDEX, elle peut imprimer deux pièces identiques simultanément ou en mode miroir, ce qui augmente la productivité de l’utilisateur. Mais ce qui est particulièrement intéressant sur cette imprimante 3D compatible avec le PEEK et l’ULTEM, c’est qu’elle est dotée d’un système de chauffage par zone : ce n’est pas l’ensemble de la chambre qui est chauffée mais un dispositif de chauffage infrarouge intégré à la tête de l’imprimante. On peut alors mieux régler sa consommation d’énergie et obtenir une meilleure adhérence entre les couches.

Creatbot PEEK-300

Le fabricant chinois Creatbot a développé une imprimante 3D capable de concevoir des pièces à partir de PEEK. Sa particularité est qu’elle intègre un « Direct Annealing System » c’est-à-dire un processus de recuit pendant l’impression afin de donner aux pièces la meilleure qualité possible, sans déformation ni fissure. Cette technologie permet d’éviter des étapes de post-traitement souvent chronophages. Côté caractéristiques, la Creabot PEEK-300 est une machine à double extrusion, capable de monter jusqu’à 500 °C. Son plateau d’impression peut chauffer jusqu’à 200 °C tandis que sa chambre atteint les 120 °C. Elle propose un volume d’impression de 300 x 300 x 400 mm en simple extrusion (240 x 300 x 400 mm en double). Enfin, c’est une machine relativement compacte qui intègre un certain nombre de fonctionnalités pour faciliter le processus d’impression.

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EXT 220 MED de 3D Systems

L’imprimante 3D EXT 220 MED de 3D Systems est une machine spécialement conçue pour le secteur médical et des applications en conséquence. Compatible avec des matériaux hautes performances, elle est la seule machine à disposer d’une salle blanche intégrée et d’un système de contrôle de la température, ce qui permet de l’utiliser dans les hôpitaux. L’imprimante a un volume d’impression de Ø 220 x 160 cm et des caractéristiques telles que le chauffage entièrement contrôlable de la chambre de construction, le flux d’air laminaire pour une distribution homogène de la température, la gestion adaptative de la température locale et l’optimisation pour les salles blanches, ainsi que la validation ASTM F2026 et la compatibilité avec les polymères de haute performance. Cette solution a déjà été utilisée pour des applications telles que les implants craniomaxillofaciaux, les dispositifs de fusion intersomatique, les implants d’essai de plaques osseuses pour traumatismes et les lames d’écarteurs. Sa température maximale de fonctionnement est de 500°C pour la buse, 300°C pour le plateau d’impression et 250°C pour la chambre de construction.

La F3300 de Stratasys

Stratasys fait passer l’impression 3D FDM industrielle à un niveau supérieur avec la F3300. Cette dernière offre une vitesse et un débit jusqu’à deux fois supérieurs à ceux des imprimantes FDM traditionnelles, tout en réduisant le coût total par pièce grâce à une utilisation plus efficace des matériaux et à un rendement accru des pièces. Grâce à des solutions matérielles et logicielles de pointe, elle améliore en outre la productivité et la fiabilité d’impression, ce qui en fait l’imprimante idéale pour des secteurs tels que l’automobile, l’aérospatiale, la fabrication générale et la médecine. La F3300 réduit le temps d’impression grâce à des fonctions conviviales telles que l’autocalibrage. L’imprimante est également capable de traiter une grande variété de matériaux, notamment l’ASA, le nylon 12CF FDM ainsi que l’ULTEM™ 9085 et l’Antero 800NE, un matériau à base de PEKK. Elle mesure 600 x 600 x 800 mm et pèse 1360 kg.

Crédits photo : Stratasys

FUNMAT Pro 610 HT, une solution développée par Intamsys

La FUNMAT PRO 610HT, du fournisseur de solutions d’impression 3D FFF industrielles INTAMSYS, est idéale pour l’impression 3D grand format (volume de construction de 610 x 508 x 508 mm) de matériaux haute performance tels que PEEK, PEEK-CF, PEEK-GF, PEKK, PEI9085, PEI1010 et PPSU, avec une chambre chauffée uniformément à 300°C et deux buses atteignant 500°C (permettant l’utilisation de matériaux de support). La chambre de fabrication a également été optimisée avec un système de refroidissement liquide pour une meilleure dissipation, ce qui permet d’éviter le warping et d’autres problèmes pour les pièces ayant une résistance mécanique plus élevée. L’imprimante offre une finition de surface supérieure pour les géométries complexes grâce à un système de servo-contrôle en boucle fermée. En outre, elle intègre des buses autonettoyantes ainsi qu’un rechargement automatique du filament, des avertissements de bourrage et d’absence pour garantir une impression continue 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. La FUNMAT PRO610HT est certifiée Grade D selon les normes CE et MD, CE (EMC/RED/LVT) pour des normes d’application de niveau industriel. Pour en savoir plus, cliquez ICI.

Crédits photo : INTAMSYS

Gearbox HT2 de 3DXTECH

La société 3DXTECH, basée dans le Michigan, a été fondée en 2014 dans le but d’amener les fonctionnalités de l’impression 3D à un niveau supérieur. Parmi les imprimantes 3D PEEK FFF qu’elle propose figure la Gearbox HT2, une machine conçue pour l’impression à grande échelle, rapide et précise. Ses caractéristiques techniques comprennent un volume d’impression maximal de 457 mm x 457 mm x 813 mm, ainsi que des températures de fabrication élevées, tant dans la chambre (jusqu’à 225 °C) que dans l’extrudeur (jusqu’à 500 °C). Elle dispose également d’un plateau d’impression sous vide, d’une feuille de plastique amovible comme surface de fabrication et d’un système de stockage du filament avec chauffage et séchage actifs. Tout cela permet de créer des pièces avec des matériaux haute performance (PEEK, PEKK, Ultem, PA12, PA6, PC, etc.) et des matériaux de qualité spéciale (fibre de carbone, fibre de verre, retardateur de flamme, etc.)

L’imprimante 3D de PEEK HSE 280i HT

Nexa3D, fondée en 2016, est une entreprise spécialisée dans la conception et la fabrication des imprimantes 3D les plus rapides au monde. Elle a récemment racheté le fabricant Essentium, élargissant ainsi son portefeuille de solutions. Parmi celles-ci, on retrouve l’imprimante 3D HSE 280i HT, une imprimante 3D PEEK dont les doubles extrudeurs sont indépendants des axes X et Y (IDEX). L’Essentium HSE 280i HT est en mesure de résoudre les problèmes de vitesse, de durabilité et d’évolutivité. Elle dispose également d’un écosystème ouvert. En ce qui concerne les caractéristiques techniques de cette imprimante, elle dispose de deux têtes d’impression, d’une buse chauffée de la génération 5 de Hoozle, d’un diamètre de 0,4 à 0,8, qui atteint 550 ºC. Ses dimensions sont de 1590 x 1350 x 2490 mm et son poids de 850 kg. Pour en savoir plus sur l’imprimante 3D, regardez la vidéo ci-dessous :

Hylo, une machine conçue par AON3D

Après la AON M2+, la cinquième génération d’imprimantes 3D haute température de l’entreprise canadienne, AON3D présente Hylo. Il s’agit d’une machine industrielle qui comporte un plateau d’impression de 650 x 450 x 450 mm et une chambre d’impression qui peut monter jusqu’à 250°, le tout de manière contrôlée et précise. Hylo est pilotée par un logiciel qui s’appuie sur l’apprentissage automatique, permettant alors de maximiser les performances et donc la productivité. Elle intègre plus de 25 capteurs pour suivre tout le processus d’impression, analyser la qualité des pièces et détecter les éventuels défauts. La vitesse d’impression peut monter jusqu’à 500 mm/s. Côté matériaux, Hylo est aussi bien compatible avec polymères standards, des composites et bien sûr des matériaux hautes performances.

Crédits photo : AON3D

INDUSTRY F421, une imprimante 3D de PEEK développée par 3DGence

L’INDUSTRY F421 de 3DGence est une imprimante 3D industrielle qui permet d’imprimer des polymères très résistants comme l’ULTEM, le PEEK et le PEKK. Elle garantit la meilleure qualité, précision dimensionnelle et des résultats reproductibles et convainc par sa vitesse d’impression allant jusqu’à 400 mm/s et 1 mètre par seconde. Celle-ci fait de la INDUSTRY F421 un outil formidable pour le prototypage rapide. Le volume d’impression de 380 x 380 x 420 mm permet de créer de grands modèles en une seule fois. L’imprimante 3D permet également d’imprimer des matériaux performants qui sont en outre renforcés pour rendre les pièces finales ainsi obtenues encore plus durables. La machine INDUSTRY F421 offre une très bonne performance de filtration, grâce à une unité de filtration avancée à trois niveaux qui retient les macroparticules, les nanoparticules (VOC, UFP), les vapeurs de solvants ou les gaz nocifs. Elle  permet ainsi d’assurer la sécurité de l’utilisateur et la continuité du processus technologique processus.

MAGIC-HT-MAX de IEMAI 3D

Présentée en début d’année, la MAGIC-HT-MAX s’inscrit dans la lignée des solutions proposées par le fabricant asiatique IEMAI 3D. Capable de fabriquer des pièces de haute performance, la machine utilise la technologie FDM pour fabriquer avec plus de 16 matériaux différents (PEEK, PEKK, ULTEM,…). Elle a un volume d’impression de 500 x 500 x 700 mm et un plateau chauffant qui atteint les 180°C. De plus, elle intègre un système de refroidissement liquide, un détecteur de fin de filament et la possibilité de récupérer et de reprendre l’impression en cas de panne de courant. Bien qu’il s’agisse d’une machine industrielle, le fabricant se spécialise dans la fourniture de solutions abordables pour les acteurs de l’industrie de l’impression 3D.

MAGIC-HT-MAX de IEMAI 3D (Crédits photo : Iemai 3D)

miniFactory Ignite

Avec l’IGNITE, miniFactory propose une solution d’impression 3D industrielle d’un très bon rapport qualité/prix. L’objectif de l’entreprise est clairement de proposer une technologie haute performance au meilleur prix et de la meilleure qualité. Pour ce faire, l’IGNITE offre d’une part une surface d’impression généreuse (600 x 400 x400 mm) et d’autre part un grand choix de matériaux : ULTEM AM9085F™, PACF, ABS, ASA, PEKK-A, PVDF, PEEK et PEKK. L’imprimante dispose d’une chambre chauffée et d’une station intégrée pour le séchage des filaments. En outre, le double extrudeur permet d’imprimer facilement des structures de support. L’imprimante convient pour les prototypes, les modèles de grande taille et les pièces finales. Pour surveiller la qualité pendant le processus d’impression, l’imprimante peut être contrôlée à distance et il existe un contrôle couche par couche.

Crédits photo : miniFactory

L’imprimante A150 d’Orion AM

Orion AM est une entreprise qui se consacre à la fabrication additive industrielle pour les applications avancées utilisant des polymères de qualité supérieure. Il n’est donc pas surprenant que la machine A150 soit compatible avec les polymères haute température et haute performance, notamment le PEEK et le PEKK. Le chauffage par rayonnement thermique, un processus utilisant le rayonnement thermique dans toutes les directions pour chauffer efficacement l’objet imprimé jusqu’à 300 °C, confère aux pièces obtenues des propriétés de résistance supérieures. Le plateau d’impression a une température maximale de 300 °C et l’extrudeur peut monter jusqu’à 500 °C. En outre, la chambre peut atteindre 315 °C. Les solutions sont compatibles avec le PEEK, le PAEK, le PEKK, le PEI, l’ULTEM1010, l’ULTEM9085, l’ABS, le PC, le PA6, le PA12 et le PPSF/PPSU.

La machine A150 d’Orion AM (crédits photo : Orion AM)

Roboze Argo 500

Avec son ARGO 500, le fabricant italien d’impression 3D Roboze s’est spécialisé dans la fabrication de grandes pièces et de lots personnalisés. L’imprimante 3D, présentée en 2017, atteint une température maximale de 550°C pour l’extrudeur et de 180°C pour la chambre d’impression. Outre un poids total de 1700 kg, cette imprimante 3D à usage professionnel dispose d’un plateau d’impression de 500 x 500 x 500 mm. Une caractéristique spécifique de l’ARGO 500 est sans aucun doute le réglage entièrement automatique des variables du processus : du nivellement de la plaque d’impression à la mise en place du moule, du plateau de construction au calibrage de l’extrudeur ou encore au changement automatique du filament. Tout est automatisé et ne nécessite aucune intervention humaine. De plus, l’imprimante est équipée de modules de télémaintenance qui réduisent les temps d’arrêt et augmentent ainsi la productivité.

Spectral 30 de 3ntr

Le fabricant italien 3ntr a développé une machine compatible avec du PEEK, de l’ULTEM mais aussi du PPS. Elle est équipée d’un système électronique puissant pour contrôler la température de façon optimale et ainsi permettre la création de pièces complexes possédant des propriétés mécaniques élevées. Elle est dotée d’un volume de 300 x 300 x 300 mm, de quatre extrudeurs pouvant monter jusqu’à 500°C, d’une chambre atteignant les 250°C et d’un compartiment chauffé pour stocker les thermoplastiques hautes performances. Le plateau monte quant à lui jusqu’à 300°C.

Le fabricant italien a développé une imprimante 3D hautes performances (Crédits photo : 3ntr)

Zortrax Endureal

L’année dernière, le fabricant polonais présentait sa nouvelle machine baptisée Zortrax Endureal. Offrant un volume d’impression de 400 x 300 x 300 mm et une précision maximum de 100 µm sur l’axe Z, elle est dotée d’un double extrudeur et d’un plateau en aluminium afin que le matériau haute performance y adhère mieux. Parmi ses caractéristiques, on retiendra une gestion thermique avancée permettant de maîtriser plus facilement la température de la chambre et celle de l’extrusion. Notons également la présence de 17 capteurs pour que l’utilisateur puisse suivre en temps réel son travail d’impression et être prévenu en cas de panne de la machine. Zortrax propose sa propre gamme de matériaux dont le Z-PEEK, résistant à l’usure et à l’abrasion ; le Z-PEI 9085 pour l’aérospatial, le Z-ESD, ou encore le Z-ULTRAT Plus. La Zortrax Endureal est une machine industrielle idéale pour concevoir des applications aérospatiales et médicales.

L’imprimante 3D haute température de Zortrax (Crédits photo : Zortrax)

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