L’impression 3D est une révolution pour de nombreux secteurs, permettant de créer des objets complexes à partir de modèles numériques. De nombreux matériaux peuvent être utilisés en fonction des applications. Parmi les plus utilisés en impression 3D FDM, le PLA occupe une place prépondérante.
Dans cet article nous présenterons le PLA, ses applications, ses propriétés, les paramètres d’impressions recommandés, les matériaux supports utilisables, les colles adaptées à ce matériau ainsi que ses avantages et inconvénients comparés aux autres matériaux phares de l’impression 3D.
Qu’est ce que le PLA ?
En 1932, Wallace Carothers crée un produit de faible masse moléculaire en chauffant de l’acide lactique sous vide ; le PLA, acide polylactique, était né. Ce polymère appartient à la famille des polyesters aliphatiques, composés uniquement d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène (C, H et O). Il est considéré comme compostable en conditions industrielles.
Il s’agit d’un thermoplastique issu de ressources annuellement renouvelables, telles que l’amidon de maïs, de fécule de pomme de terre, de sucre de betterave ou de canne…
Dans quelles applications le retrouve-t-on ?
Le PLA est utilisé dans de nombreux secteurs, en fonction des procédés et des grades employés. On le retrouve :
- Dans l’emballage alimentaire, le PLA étant approuvé par le FDA. De plus sa capacité à se dégrader rapidement peut réduire son impact sur la planète.
- Dans le secteur médical pour des implants biocompatibles ou résorbables, pour créer des tissus ou des membranes. Il possède en effet une grande biocompatibilité.
N.B. Tous les grades de PLA ne sont pas médicaux, il s’agit de matières spécifiques. - Dans le textile, le PLA étant un polyester.
- Dans l’impression 3D. C’est le polymère le plus populaire, car il est d’origine biosourcée et très facile à imprimer. Il est possible de l’associer à de nombreux matériaux pour créer des effets et textures différents. En impression 3D, on pourra l’utiliser pour du prototypage fonctionnel, des pièces esthétiques et des outillages ou pièces machines sans ou à faibles contraintes.
Les propriétés du PLA pour l’impression 3D
Performances et propriétés clés :
- Ne résiste pas aux bases, hydrocarbures, cétones et éthers
- Correct à l’eau, aux sels et aux huiles
- Bonne adhésion des couches
- Rigide, il est cassant et inflexible
- Déformation à la température dès 40°C
- Bon niveau de détails
- Faible retrait, il n’est pas sujet au warping
- Post-traitement facile pour le ponçage et la peinture. Le lissage est plus difficile
- Compatible contact alimentaire
- Faible résistance aux UV
Comment imprimer le PLA ?
Pour optimiser l’impression :
- Le PLA est hygroscopique, il est donc conseillé de le conserver dans un endroit sec
- Il n’est pas indispensable d’utiliser le plateau chauffant, mais il peut permettre une meilleure accroche et est recommandé pour les grandes pièces.
- Pour les pièces de grand volume, il est conseillé d’utiliser une solution d’adhérence type laque.
- D’un point de vue sécurité, le PLA est non toxique, mais il faut tenir compte des additifs potentiels.
Quels supports utiliser avec le PLA ?
- Le PVA (Alcool polyvinylique), soluble dans l’eau
- Le BVOH (Copolymère de butanediol et d’acide vinylique), soluble dans l’eau
- Le filament breakaway, c’est un filament non soluble, facile à casser pour enlever le support.
Quelles colles peuvent être utilisées pour le PLA ?
- La colle cyanoacrylate (type super glue), qui fonctionne avec la plupart des polymères classiques, est une option populaire pour le collage du PLA. Elle permet une prise rapide et une bonne adhérence.
- La colle epoxy bi-composant. C’est une bonne option pour coller le PLA et elles offrent une adhérence durable. Cependant, le mélange des deux composants peut être rédhibitoire.
Pour optimiser tout collage, toujours s’assurer d’avoir des surfaces propres. Cela permettra une meilleure adhérence de la colle au matériau.
Le PLA est un matériau relativement facile à coller, mais il est sensible à la chaleur. Il est donc déconseillé d’utiliser des colles qui nécessitent des températures élevées pour durcir, car cela pourrait endommager ou déformer les pièces en PLA.
Si le PLA doit être collé sur un autre matériau, s’assurer que la colle est également compatible avec.
