Lorsqu’il s’agit d’imprimer des matériaux flexibles et caoutchouteux, l’impression 3D offre de grandes possibilités et une grande variété d’options. Des pièces de production pour les applications industrielles aux projets innovants pour les amateurs, il y en a pour tous les goûts.

Jetons un coup d’œil aux options de matériaux flexibles pour les technologies d’impression 3D disponibles chez Xometry.

Indicateurs de dureté Shore de différents matériaux d’impression 3D

En matière de matériaux flexibles, la dureté Shore est l’une des principales propriétés à surveiller.

Les échelles de dureté Shore ont été créées pour fournir un point de référence commun lors de la comparaison de différents matériaux. Cette dureté est mesurée à l’aide d’une jauge appelée duromètre. Il existe différentes échelles de dureté Shore pour mesurer la dureté de différents matériaux pour l’impression 3D : 

• L’échelle Shore OO mesure les matériaux extrêmement mous tels que les gels (par ex. les semelles en gel)
• L’échelle Shore A mesure un large éventail de types de matériaux, des polymères très mous et flexibles aux polymères semi-rigides avec presque aucune flexibilité
• L’échelle Shore D mesure les caoutchoucs très durs, les polymères semi-rigides et rigides (par ex. un tuyau en PVC)

Comme vous pouvez le voir sur l’image, il y a un chevauchement des différentes échelles. Par exemple, un matériau avec une dureté Shore de 95A possède également une dureté Shore de 50D.

Matériaux d’impression 3D flexibles disponibles chez Xometry

Différentes technologies d’impression 3D nécessitent différents polymères, résines ou autres matériaux flexibles pour imprimer. Voyons en détail le matériel d’impression dont chaque technologie a besoin et ses propriétés.

Polyuréthane TPU

Communément appelé Ultrasint™ TPU 01, c’est un matériau polyvalent pour une application exclusivement avec la technologie Multi Jet Fusion (MJF). Ce matériau flexible est un uréthane thermoplastique, il est flexible, résistant à la déchirure, et offre un bon niveau de détails. Le polyuréthane thermoplastique pour l’impression 3D offre des possibilités uniques qui sont autrement difficiles à fabriquer avec d’autres matériaux d’impression 3D comme l’ABS, le PLA ou le Nylon.

En combinant les propriétés du plastique et du caoutchouc, le TPU peut produire des pièces avec une bonne flexibilité et une bonne absorption des chocs, ainsi qu’un haut niveau de détail. Le matériau présente des qualités rigides semblables à celles du caoutchouc – un peu comme une roue de planche à roulettes – permettant une gamme d’applications finales. De plus, le matériau est facile à imprimer et présente une bonne résistance aux UV et à l’hydrolyse.

• Caractéristiques principales : Semi-flexible • Résistance aux produits chimiques
• Applications : Tableaux de bord automobiles, dispositifs médicaux, outils électriques…
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Flex TPU

Si vous avez besoin d’un matériau caoutchouteux et flexible, Flex TPU pour le frittage sélectif par laser (SLS) est l’option parfaite. Avec une bonne résistance après déformation et une grande stabilité aux ultraviolets (UV), ce TPU SLS élastomère comporte de nombreux avantages.

En créant une conception structurelle intéressante, les pièces peuvent être imprimées en 3D pour diverses applications industrielles, de l’automobile à l’industrie de la chaussure. Le matériau donne une surface blanche lisse et offre également une bonne résistance à l’hydrolyse ainsi qu’une grande absorption des chocs.

• Caractéristiques principales : Grande élasticité · Haute résistance · Résistant aux produits chimiques
• Applications : Automobile,  produits américains finaux de chaussures comme les chaussures de course
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Les matériaux flexibles en TPU peuvent également être utilisés avec l’impression FDM, mais généralement, ces impressions 3D sont de qualité inférieure à celles imprimées à l’aide de technologies à base de poudre telles que SLS ou MJF, de plus, elles ne diffèrent presque pas en prix.

Propriétés du TPU

Il existe quelques propriétés clés exclusives des matériaux TPU qui profitent aux industries.

Résistance à l’abrasion/aux rayures

Une résistance élevée à l’abrasion et aux rayures est synonyme de durabilité et de haute valeur esthétique. Un matériau en TPU donne d’excellents résultats par rapport à d’autres élastomères thermoplastiques lorsque l’abrasion et la résistance aux rayures sont essentielles pour une application comme les pièces intérieures d’automobiles, ou les équipements sportifs et techniques.

Résistance aux UV

En plus du maintien de bonnes propriétés mécaniques, ces matériaux flexibles présentent également une stabilité extraordinaire au rayonnement ultraviolet et donc une stabilité de couleur supérieure. Pour les pièces de couleur claire et foncée, les industries peuvent compter sur la haute résistance aux rayures et les performances UV du TPU, car les TPU garantissent la solidité des couleurs des pièces esthétiques.

Flexibilité élevée

Les matériaux en TPU offrent une grande flexibilité, une absorption des chocs et un rebond et sont d’excellents choix pour la fabrication de chaussures, d’équipements sportifs et de modèles orthopédiques. Cette propriété est très utile pour les intérieurs d’automobiles et les couvercles de filtres à air.

Autres avantages

• Bonne élasticité sur une large plage de température
• Excellente résistance aux basses températures et aux chocs
• Résistance aux intempéries et aux radiations hautement énergétiques
• Grande élasticité sur toute la gamme de dureté
• Résilience aux huiles, aux graisses et à de nombreux solvants

Matériaux flexibles en caoutchouc de silicone

Le caoutchouc de silicone est un type d’élastomère qui est connu pour sa flexibilité et sa durabilité. Ces propriétés en font un matériau approprié pour une utilisation dans l’impression 3D, en particulier dans les applications où l’objet imprimé doit être flexible et capable de résister à des températures élevées et à des environnements difficiles.

L’un des avantages de l’utilisation du caoutchouc de silicone dans l’impression 3D est qu’il a une large gamme de valeurs de dureté Shore, de sorte qu’il peut être adapté pour avoir le niveau spécifique de flexibilité et de durabilité requis pour une application particulière. Il a également une bonne résistance thermique et un niveau élevé de résistance chimique, ce qui le rend approprié pour une utilisation dans des environnements difficiles.

Le caoutchouc de silicone convient également à la création d’objets flexibles et extensibles, tels que des joints d’étanchéité et des joints plats, ainsi qu’au prototypage et à la production à petite échelle de pièces flexibles de très bonne qualité d’impression.

True Silicone

Le True Silicone a une résolution élevée, une excellente finition de surface, et il est résistant aux acides, aux bases et aux solvants non polaires. Il a une bonne résistance à l’usure ainsi qu’une reproductibilité élevée après une déformation ou un chargement. Il est biocompatible et certifié selon la norme ISO 10993. Ce matériau convient aux pièces de petite taille imprimées en stéréolithographie (SLA).

• Caractéristiques principales : Haute résistance à l’usure • Élasticité • Haute résolution
• Applications : Prothèses, accessoires portables, éléments d’étanchéité, joints
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Résines CLIP flexibles

Les résines CLIP sont une classe de résines de haute qualité utilisées avec la technologie de fabrication additive Carbon DLS. Chez Xometry, nous proposons trois types de résines CLIP flexibles.

EPU 40 (polyuréthane élastomère)

EPU 40 est un élastomère de polyuréthane haute performance qui est un bon choix pour les applications où une élasticité et une résistance à la déchirure élevées sont nécessaires. La résine CLIP en polyuréthane élastomère, en raison de ses performances élevées, permet un excellent comportement élastique sous des charges cycliques de traction et de compression. Vous pouvez l’étirer et le plier, il reprend sa forme imprimée d’origine.

L’EPU 40 est comparable aux TPU du commerce avec une dureté Shore de 70A. La résine EPU est caoutchouteuse, résistante, flexible et extensible, avec une épaisseur de couche de 100 µm ou 0,1 mm qui sont des couches presque invisibles. Les pièces sont alors très proches des modèles moulés par injection, ce qui les rend très intéressantes pour le prototypage.

• Caractéristiques principales : Très élastique, résistant à la déchirure, compatibilité chimique et biologique
• Applications : Joints d’étanchéité et joints plats, amortisseurs, isolateurs de vibrations
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FPU 50 (polyuréthane flexible)

Le FPU 50 est un matériau semi-rigide résistant aux chocs, à l’abrasion et à la fatigue qui constitue un bon choix pour les pièces qui doivent résister à des contraintes répétitives. Ce matériau peut être idéal pour les boîtiers résistants, les mécanismes de charnière et les ajustements par friction.

Le FPU est comparable au PP (polypropylène) pour son excellente résistance à la fatigue et à la chaleur. Des éléments à l’épaisseur aussi mince que 0,25 mm peuvent être imprimés en 3D et le FPU n’est pas caoutchouteux ni élastique comme l’EPU 40, mais il a un allongement à la rupture de 200 %.

• Caractéristiques principales : Robuste et résistant à la fatigue, haute résistance à la traction, haute résistance aux chocs et limite d’élasticité élevée
• Applications : Assemblages par encliquetage, dispositifs de décharge de traction, supports et points de fixation pour encapsuler de petits circuits électriques
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SIL 30 (Silicone)

Le sil, un matériau silicium-uréthane, est comparable aux TPE commerciaux avec une dureté Shore A de 35. La technologie CLIP permet l’impression 3D avec de nouvelles classes de polymères, y compris des produits chimiques complexes tels que les résines à base de polyuréthane et de cyanate ester. Le résultat est une sélection diversifiée et croissante de matériaux reflétant des exigences techniques communes.

• Caractéristiques principales : Doux au toucher, biocompatible, résistant à la déchirure
• Applications : portable (bracelets, écouteurs), équipement médical
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Toutes ces résines CLIP conviennent pour un contact cutané à long terme (>30 jours). De même, toutes peuvent être utilisées pour un contact muqueux de courte durée (<24 heures), à l’exception de l’EPU 40, qui ne convient qu’au contact cutané. Par conséquent, ils sont aussi utilisés dans l’impression de matériaux sûrs pour l’industrie médicale.

Comparaison de coût pour les matériaux flexibles

Comparons les différents matériaux flexibles du moteur de devis instantané de Xometry :

Conclusion

Il existe trois principaux types de matériaux flexibles pour l’impression 3D disponibles sur le marché de masse avec une qualité d’impression différente : les matériaux TPU, les résines CLIP et les caoutchoucs de silicone. Si vous recherchez des pièces plus abordables, les matériaux en TPU conviennent parfaitement, même si vous pouvez opter pour des résines CLIP plus coûteuses si vous avez besoin de propriétés matérielles avancées comme une résistance élevée ou une grande résistance à la déchirure.

Xometry propose des services d’impression 3D avec des matériaux flexibles pour le prototypage rapide et diverses applications industrielles. Téléchargez vos fichiers CAO et consultez les options de prix.

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