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Le plastique ABS en impression 3D

Publié le 6 juin 2019 par Mélanie R.
plastique abs

Le plastique ABS, pour Acrylonitrile Butadiène Styrène, est un polymère thermoplastique assez commun dans l’industrie, principalement connu pour sa bonne résistance aux chocs à basse température et sa légèreté. Principalement utilisé dans le secteur de l’électroménager, on le retrouve aussi dans les coques de bateaux, la décoration ou les jouets, et notamment dans les fameuses briques développées par LEGO. Le plastique ABS est aussi très prisé par le marché de l’impression 3D à dépôt de matière fondue, sûrement l’un des matériaux les plus utilisés avec le PLA.

3Dnatives vous propose aujourd’hui de revenir sur les principales caractéristiques du plastique ABS en impression 3D, ses paramètres d’impression et cas d’applications.

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Les Lego sont fabriqués à partir d’ABS

La production du plastique ABS

Développé principalement à partir de 1990, le plastique ABS est ce que l’on appelle un « terpolymère », obtenu le plus souvent par polymérisation d’acrylonitrile et de styrène en présence de polybutadiène, généralement 20% d’acrylonitrile, 25% de butadiène et 55% de styrène. Les propriétés de l’ABS peuvent donc être modifiées en manipulant ces proportions ; le styrène par exemple est l’élément qui donne à l’ABS sa rigidité et son côté brillant tandis que le butadiène lui confère sa résistance à l’impact et ses propriétés basses températures.

L’industrie de l’injection plastique est l’une des principales consommatrices du plastique ABS : le matériau présente en effet une bonne rigidité, une tenue aux chocs élevée ainsi qu’une grande légèreté, tout en restant très accessible en termes de prix. C’est aussi depuis quelques années un matériau prisé par le marché de l’impression 3D à dépôt de matière fondue, un des premiers filaments utilisés d’ailleurs dans le secteur avec le PLA – les deux matériaux sont en effet plus faciles à imprimer que d’autres thermoplastiques techniques et peu onéreux.

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Le plastique ABS est beaucoup utilisé dans le moulage par injection (crédits photo : Plastic Precision Molding)

Les caractéristiques des filaments ABS en impression 3D

Disponible sous la forme de filaments d’un diamètre de 1,75 mm ou 2,85 mm et en plusieurs couleurs, l’ABS présente des propriétés intéressantes pour de nombreuses industries qui veulent imprimer en 3D des pièces fonctionnelles ou des prototypes. Bien qu’il soit plus difficile à imprimer que le PLA, l’ABS reste un matériau très privilégié par les professionnels de l’impression 3D grâce à sa résistance aux chocs et à la température élevée (entre -20°C et 80°C). Il est opaque, offre des surfaces lisses et brillantes et peut être soudé par procédés chimiques en utilisant de l’acétone.

L’ABS a une température de fusion autour de 200°C – on recommande d’ailleurs une température d’extrusion de l’imprimante 3D comprise entre 230 et 260°C. L’utilisation d’un plateau chauffant (entre 80 et 130°C) est obligatoire lorsqu’on souhaite imprimer de l’ABS : c’est en effet un plastique qui se rétrécit au contact de l’air, provoquant alors un phénomène de retrait (ou warping) de la pièce et donc son décollement du plateau. Pour les grandes pièces, il est même conseillé d’utiliser un adhésif spécial comme le Kapton ou une laque adhésive. Enfin, une imprimante 3D à enceinte fermée est préférable car le plastique ABS émet des particules qui peuvent être dangereuses pour l’utilisateur.

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Un plateau chauffant est nécessaire pour éviter le phénomène de warping

Côté supports d’impression, notez que l’ABS s’imprime facilement avec du HIPS, un matériau qui possède les mêmes températures de plateau et d’extrusion. Le support se dissout rapidement dans du D-Limonene, un solvant à base de citron.

Peu de post-traitement est nécessaire lorsqu’on imprime en ABS, un avantage clé qui permettra de gagner du temps dans la production de pièces complexes. Il peut être peint et résiste bien au temps avec peu de déformations observées. Enfin, c’est un matériau qu’il faut garder bien au sec car il absorbe l’humidité de l’air ce qui le rendra beaucoup plus difficile à imprimer.

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Des solutions comme la PolyBox permettent de garder les filaments à l’abri de l’humidité

Les principaux fabricants de filaments ABS

De nombreux acteurs proposent aujourd’hui du plastique ABS sous forme de filaments ; parmi les principaux, on notera le fournisseur historique Stratasys, le chinois Esun mais aussi Ultimaker, FormFutura, Innofil3D, etc. On retrouve une large sélection de couleurs, avec des prix qui varient entre 15 et 60€ selon les marques.

Sachez qu’il existe des filaments chargés où on vient ajouter des additifs à l’ABS : on peut ainsi trouver de l’ABS à base de fibres de carbone ou de fibres d’aramide plus connues sous le nom de Kevlar. Ces fibres par exemple viennent réduire le phénomène de gauchissement de l’ABS, offrant ainsi davantage de précision. Le carbone quant à lui vient renforcer les propriétés mécaniques initiales du matériau. Ces matériaux plus techniques sont généralement plus chers et présentent des paramètres d’impression différents.

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Plusieurs fabricants proposent aujourd’hui du plastique ABS

Enfin, bien que le plastique ABS soit principalement utilisé dans l’impression 3D FDM, on peut retrouver une résine de type ABS pour la stéréolithographie qui présentera les mêmes propriétés mécaniques que le thermoplastique.

Utilisez-vous le plastique ABS en impression 3D ? Partagez votre opinion dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.

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