La société de matériaux NatureWorks a ajouté un nouveau filament son portefeuille de biopolymères Ingeo™️ spécialement conçu pour la fabrication additive. Nommé Ingeo 3D700, le nouveau filament est un matériau de qualité PLA pour la fabrication additive grand format.
Ce qui est intéressant dans le développement des matériaux de NatureWorks, c’est que les matériaux du producteur constituent un large portefeuille de polymères et de produits chimiques d’origine renouvelable.
L’entreprise explique qu’en général, les monofilaments fabriqués avec le biopolymère PLA d’Ingeo sont surtout utilisés avec des imprimantes 3D de bureau. Ils offrent donc des caractéristiques telles que la précision des détails, une bonne adhérence aux plaques de construction sans qu’il soit nécessaire de les chauffer, une réduction du gauchissement ou de l’enroulement et une faible odeur pendant l’impression. Ces propriétés font d’Ingeo une solution idéale pour l’impression 3D à l’aide de nombreux types d’imprimantes et pour un large éventail d’applications d’impression, du grand public aux applications industrielles.
Le problème est que la fabrication additive grand format n’offre pas les mêmes performances. En raison de la vitesse et du volume plus élevés du dépôt de polymère, les opérateurs peuvent constater un gauchissement excessif avec certains matériaux, comme l’ABS, ou un rétrécissement important comme avec certaines polyoléfines ou même certains grades de PLA à usage général.
Cela peut entraîner l’échec des impressions, car le gauchissement éloigne la pièce du lit d’impression ou provoque la séparation des couches. Compte tenu des temps d’impression plus longs et de l’utilisation de matériaux en plus grand nombre dans les applications industrielles, les échecs en cours de production sont coûteux. En contrôlant la microstructure du polymère, le grade de PLA amorphe résultant, Ingeo 3D700, présente un faible taux de rétraction du matériau, ce qui est essentiel pour réduire le gauchissement, améliorer le remplissage des espaces et l’adhésion, et garantir la réussite des impressions.
« À mesure que l’impression 3D s’étend à des applications plus grandes et plus complexes, nous constatons un besoin accru de matériaux d’impression adaptés à une application ou à un processus spécifique « , déclare Dan Sawyer, responsable du développement commercial chez NatureWorks. « Avec la croissance significative de la fabrication additive grand format pour les applications industrielles, nous avons vu l’opportunité de développer un nouveau grade de biopolymère Ingeo spécifiquement conçu pour minimiser les pertes de temps et de matériaux dues aux défaillances des impressions grand format. »
Une approche courante pour minimiser le gauchissement des pièces dans les impressions grand format consiste à utiliser des matériaux composés avec un renforcement tel que des charges minérales, des fibres de verre, de carbone ou cellulosiques. Ingeo 3D700 ayant été conçu pour un faible retrait, il est possible d’utiliser moins de produits de renforcement et de réaliser des pièces de qualité en grand format, tout en conservant l’imprimabilité fiable d’Ingeo PLA. Si une impression spéciale nécessite un renforcement supplémentaire, des additifs à base de cellulose peuvent être facilement mélangés à l’Ingeo 3D700, créant ainsi une alternative biosourcée aux composés pétrochimiques coûteux tels que l’ABS à fibres de carbone.
Après plusieurs essais d’utilisation dans des procédés de fabrication de filaments fondus (FFF) grand format et de résine directe pour impression, différents résultats ont été observés :
Le fabricant de filaments, MCPP, a effectué des tests d’impression en utilisant des filaments fabriqués à partir d’Ingeo 3D700 et a démontré une augmentation de 11 à 13 % du débit en raison de la viscosité optimisée de la masse fondue, par rapport à un PLA d’usage général. Selon MCPP, « cela a permis d’améliorer le remplissage des espaces et l’adhésion entre les couches périphériques. Par conséquent, il devrait également convenir à l’impression 3D FGF (fabrication de granulés fondus). »
Dyze Design, concepteur d’extrudeuses et fournisseur de composants pour imprimantes grand format, a réalisé des tests d’impression comparant l’Ingeo 3D850, un grade déjà connu pour ses caractéristiques de faible rétraction, et l’Ingeo 3D700. « Nos tests ont montré qu’une pièce grand format imprimée avec Ingeo 3D850 présentait un taux de rétraction de 1,25%. En comparaison, la même pièce imprimée avec l’Ingeo 3D700 présentait un taux de rétraction inférieur à 0,25 % « , a déclaré Philippe Carrier, directeur technique chez Dyze. « Comme l’Ingeo 3D700 a également un débit plus élevé, nous avons pu imprimer avec succès à la température inférieure de 190ºC sans voir de rétrécissement ou de déformation de la pièce.«
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