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Le plastique PLA en impression 3D

Publié le 19 août 2019 par Mélanie R.
plastique PLA

Le filament PLA, ou acide polylactique, est un thermoplastique fabriqué à partir de ressources renouvelables telles que l’amidon de maïs, les racines de tapioca ou la canne à sucre, et est donc bien différent des autres matériaux industriels qui sont principalement à base de pétrole. En raison de ses origines plus vertes, le plastique PLA a commencé à devenir populaire dans l’industrie et fait partie des plastiques les plus utilisés en impression 3D.

Pour en savoir plus sur ce matériau, nous avons préparé un guide complet sur le plastique PLA en impression 3D. Quels sont ses meilleurs paramètres d’impression ? En quoi est-il différent du filament ABS ? Quels sont les fabricants actuels de ce matériau ? Quand est-il préférable de l’utiliser et pour quelles applications ?

plastique PLA

Le PLA est fabriqué à partir d’amidon de maïs

La production du plastique PLA

Le PLA a été créé dans les années 1930 par le chimiste américain Wallace Carothers, connu pour le développement du nylon et du néoprène par la société chimique DuPont. Mais ce n’est que dans les années 1980 que le PLA a finalement été conçu pour être utilisé par la société américaine Cargill.

Ce polymère thermoplastique est produit grâce à la fermentation d’une source de glucides telle que l’amidon de maïs. Dans ce cas, le produit naturel est broyé pour séparer l’amidon du maïs, qui est ensuite mélangé avec des monomères acides ou lactiques. Avec ce mélange, l’amidon est transformé en dextrose (D-glucose) ou en sucre de maïs. Enfin, la fermentation du glucose produit de l’acide lactique, composant de base du PLA. Ce matériau est considéré comme un fluide pseudoplastique non newtonien. Cela signifie que sa viscosité changera en fonction de la tension à laquelle il est soumis. Plus précisément, le plastique PLA est un matériau de coupe fin, ce qui signifie que la viscosité diminue avec la tension appliquée.

Le filament PLA en impression 3D

Le filament de PLA est largement utilisé dans le secteur de la fabrication additive en raison de ses origines basées sur des produits renouvelables et de ses bonnes propriétés mécaniques. Il est également préféré par ceux qui débutent dans l’impression 3D pour sa facilité d’impression. Ce matériau considéré comme un polymère semi-cristallin a une température de fusion de 180 ºC, ce qui est relativement bas comparé au filament ABS (celle-ci peut atteindre les 260 ºC), ce qui permet, lors de l’impression de PLA, de n’utiliser ni plateau chauffant ni enceinte fermée. Le seul inconvénient est que le plastique PLA a une viscosité plus élevée qui peut obstruer la buse d’impression si on ne fait pas attention.

plastique PLA

Le PLA n’a pas les mêmes propriétés mécaniques que le filament ABS ; ce dernier est beaucoup plus flexible et présente une grande résistance aux températures alors que le PLA aura tendance à se déformer rapidement à partir de 40 °C. Toutefois, le PLA présentera une bonne stabilité géométrique et l’utilisateur ne sera pas confronté au phénomène de warping. Il est compatible avec un contact alimentaire, ce qui explique pourquoi on le retrouve beaucoup dans les emballages par exemple. Il est souvent recommandé d’utiliser le plastique PLA si le projet à réaliser ne nécessite pas de grandes complexités mécaniques – le processus d’impression sera en effet beaucoup plus simple. C’est pourquoi il est davantage utilisé dans des projets centrés sur l’esthétique.

Le filament en PLA ne présente pas de post-traitement complexe, il peut être poncé ou poli à la main avec du Tétrahydrofurane et les supports sont généralement très facilement enlevés. Il est possible qu’il faille utiliser du ruban adhésif pour le plateau d’impression afin de faciliter le détachement de la pièce.

plastique PLA

Le plastique PLA est-il vraiment durable?

Depuis quelques années, la véritable durabilité du filament PLA commence à être remise en question. Le terme biodégradable entraine quelques confusions. En effet, le matériau est créé à partir de matériaux de la nature, mais quand on parle de sa biodégradabilité, la réponse n’est pas aussi simple, car il s’agit d’une décomposition dans certaines conditions aérobies. Le PLA peut être rapidement dégradé en le soumettant à un processus de compostage industriel. Dans le cas contraire, il peut prendre jusqu’à 80 ans pour se décomposer à l’air libre, devenant ainsi un contaminant plastique supplémentaire.

Les principaux fabricants de PLA

Etant donné sa popularité sur le marché de l’impression, il n’est pas surprenant de voir qu’il existe de nombreux fabricants de matériaux à base de PLA. On le retrouve le plus souvent sous la forme de filaments pour le dépôt de matière fondue. La société autrichienne WeforYou, qui développe des polymères et des solutions durables, fait partie des principaux. La société allemande Evonik s’est quant à elle concentrée sur le développement du PLA pour le secteur médical tandis que l’entreprise américaine NaturaWorks, un important producteur de biopolymères, et la société Corbion, basée aux Pays-Bas, se sont spécialisées dans le développement de résines à haute performance avec du PLA.

plastique PLA

Il existe aujourd’hui de nombreux fabricants de filaments PLA

Le prix du filament en PLA peut actuellement varier en fonction des couleurs et des caractéristiques recherchées. Les filaments hybrides tels que le bois, les conducteurs, etc. sont généralement plus chers. En règle générale, le prix d’un filament de bureau classique varie entre 20 et 70 € par kilogramme. Il existe également des imprimantes 3D capables de fabriquer des granulés, ce qui vient réduire le prix du matériau.

Utilisez-vous du plastique PLA dans vos impressions 3D ? Que pensez-vous de ce matériau ? Partagez votre opinion en commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.

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