Plastique PLA : un Matériau Idéal pour l'Impression 3D.
Le PLA (acide polylactique) est l’un des plastiques les plus populaires dans le domaine de l'impression 3D. Inventé en 1930 par Wallace Carothers, également connu pour le nylon et le néoprène, le PLA se présente principalement sous forme de filament PLA pour les imprimantes 3D de bureau ou des solutions industrielles. Contrairement à de nombreux autres matériaux, le filament PLA est plus durable car il est issu de ressources renouvelables plutôt que pétrolières.
Cette caractéristique écologique a fait du PLA un choix privilégié depuis son introduction dans l'industrie de l’impression 3D, s'étendant à diverses applications et secteurs. Dans cet article, nous allons explorer les caractéristiques du filament PLA, sa facilité d'utilisation en impression 3D, ses applications courantes et les principaux fabricants du marché.
Production et Caractéristiques du Plastique PLA.
Le filament PLA est fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs, les racines de tapioca ou la canne à sucre. La production commence par la fermentation de ces sources d'hydrates de carbone, transformant l'amidon de maïs en dextrose (D-glucose) ou en sucre de maïs, qui est ensuite fermenté pour produire de l'acide lactique, le composant de base du PLA. Une caractéristique notable du filament PLA est sa biodégradabilité, qui dépend de conditions spécifiques de température et d'humidité.
Cependant, la biodégradabilité du filament PLA suscite des débats, car bien qu'il soit fabriqué à partir de ressources renouvelables, sa décomposition par des organismes vivants nécessite des conditions aérobies spécifiques, souvent trouvées dans des processus de compostage industriel. En absence de ces conditions, le filament PLA peut prendre jusqu'à 80 ans pour se décomposer à l'air libre.
Le filament PLA est également un fluide pseudoplastique non newtonien, signifiant que sa viscosité varie en fonction de la contrainte appliquée. Sa viscosité diminue sous contrainte, ce qui facilite son utilisation en impression 3D. Examinons maintenant ses propriétés spécifiques et son comportement lors de l'utilisation en impression 3D.
Le Filament PLA en Impression 3D.
Le filament PLA est très apprécié dans l’impression 3D FDM, particulièrement par les débutants, en raison de sa facilité d'utilisation. Se présentant sous forme de filaments, le PLA offre une excellente performance à une température de fusion entre 170 et 180 °C, évitant le besoin d'un plateau chauffant ou d'une enceinte fermée. Il offre des impressions précises avec des bords nets et minimise les déformations, à condition d'être correctement refroidi. Le filament PLA a une viscosité plus élevée que d'autres thermoplastiques, ce qui peut obstruer la buse d'impression si l'on n'y prend pas garde. Stocké entre 15 et 25 °C, il conserve ses propriétés pendant au moins un an.
Comparé à l'ABS, le filament PLA n'offre pas la même résistance et flexibilité, mais il présente une meilleure stabilité géométrique, évitant le phénomène de warping. Le PLA est idéal pour les pièces sans grandes complexités mécaniques, et son post-traitement est relativement simple. L'adhérence de la première couche peut poser problème, donc l'utilisation d'adhésifs spécifiques est recommandée. Pour améliorer l'état de surface, les pièces peuvent être poncées et traitées à l'acétone.
Les Principales Applications du Filament PLA.
Le filament PLA est couramment utilisé par les makers pour des créations décoratives, des gadgets et des jouets, en raison de sa fragilité et de sa sensibilité à la chaleur et à la lumière. Toutefois, il est aussi utilisé dans diverses industries pour le prototypage, permettant des économies significatives par rapport à la création de moules. Dans l'industrie automobile, le filament PLA peut être utilisé pour fabriquer des accessoires ou des éléments de tableau de bord. Il convient de noter que sa faible température de transition vitreuse le rend inadapté aux applications nécessitant une résistance élevée à la chaleur, comme les contenants alimentaires pour liquides chauds, bien qu'il soit compatible avec un contact alimentaire pour les emballages.
Les Principaux Fabricants de PLA et Prix du Matériau.
Le filament PLA est produit par de nombreux fabricants de matériaux pour impression 3D, tels que Polymaker, Recreus, Smart Materials, et BASF via sa marque Forward AM. Les fabricants d'imprimantes 3D FDM, comme UltiMaker, Stratasys, Prusa et Zortrax, proposent également leurs propres filaments PLA. Le prix du filament PLA varie généralement entre 20 et 70 euros par kilogramme, selon les couleurs et les caractéristiques, avec des filaments hybrides comme le bois ou renforcés en fibres étant plus coûteux. Les granulés de PLA, une alternative moins transformée et donc plus abordable, sont également disponibles pour certaines imprimantes 3D.
Épilogue : Comprendre la Différence entre le Filament PLA et le Filament PLA+.
En conclusion, le filament PLA s'affirme comme un matériau incontournable dans le monde de l'impression 3D grâce à ses propriétés uniques et ses avantages écologiques. Comprendre la différence entre le filament PLA et le filament PLA+ est essentiel pour tirer le meilleur parti de ces matériaux. Le filament PLA est fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs, les racines de tapioca ou la canne à sucre. La production commence par la fermentation de ces sources d'hydrates de carbone, transformant l'amidon de maïs en dextrose (D-glucose) ou en sucre de maïs, qui est ensuite fermenté pour produire de l'acide lactique, le composant de base du PLA. Une caractéristique notable du filament PLA est sa biodégradabilité, qui dépend de conditions spécifiques de température et d'humidité. Cette origine durable et la capacité du PLA à se biodégrader dans des conditions appropriées en font une option responsable pour les créateurs et les industriels.
Que ce soit pour des projets de prototypage, des créations artistiques ou des applications industrielles, le filament PLA continue de gagner en popularité grâce à sa facilité d'utilisation et ses performances fiables. Les innovations constantes et la variété des filaments disponibles permettent aux utilisateurs de repousser les limites de l’impression 3D, tout en adoptant une approche plus respectueuse de l’environnement. En embrassant le potentiel du PLA, nous faisons un pas de plus vers un avenir où la technologie et la durabilité coexistent harmonieusement.
Karl-Emerik ROBERT
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