Le verre le plus solide de tous les temps

La start-up canadienne Fortis3D lance deux nouveaux matériaux d'impression 3D pour une gamme d'applications industrielles. Accompagnant le lancement du PA-GF20 et du PK-GF20, Fortis3D a fourni une analyse détaillée des caractéristiques matérielles de chaque filament pour permettre aux ingénieurs de comprendre les forces et les applications appropriées.

S'appuyant sur une formation en ingénierie des polymères, l'équipe de scientifiques et d'ingénieurs de Fortis3D a créé des filaments d'impression 3D renforcés en polyamide (PA) ou en nylon et en polycétone (PK) qui sont plus résistants que les autres et présentent une teneur en fibre de verre inférieure.

"Nous avons constaté que la plupart des filaments renforcés de fibres sur le marché peuvent produire des pièces relativement solides et rigides, mais ils sont loin d'être aussi solides que les résines renforcées de fibres traditionnelles pour le moulage par injection. Nous voulions également rendre les matériaux à haute résistance accessibles à davantage d'utilisateurs. et pas seulement ceux qui ont des machines industrielles coûteuses. Avec ces deux objectifs à l'esprit, nous avons développé ces deux matériaux pour qu'ils soient les plus résistants du marché et permettent même aux utilisateurs d'imprimantes de milieu de gamme de fabriquer des pièces à très haute résistance », a déclaré Wayne Lam, directeur commercial chez Fortis3D.

Caractéristiques du PA-GF20 et du PK-GF20

Les matériaux renforcés de fibres de verre hachées PA-GF20 et PK-GF20 de Fortis3D sont destinés à l'impression 3D de composants fonctionnels hautes performances. En plus d'une résistance mécanique supérieure, les deux ont une résistance aux produits chimiques, aux hautes températures, aux chocs et à l'usure, ce qui les rend durables dans les environnements difficiles. Les matériaux ont des applications allant des pièces d'utilisation finale industrielles aux gabarits et aux montages.

La plupart des autres filaments renforcés de fibres de verre de l'industrie utilisent des fibres de verre broyées très courtes (100-300 µm) et incorporées dans diverses résines. Ils peuvent être cassants malgré une bonne résistance et une bonne imprimabilité. La fibre de verre hachée est plus longue (3 mm) et offre une résistance très élevée tout en préservant plus de ténacité du matériau plastique de base, mais est plus difficile à incorporer. Les deux types de fibres se décomposent généralement davantage au cours du processus de mélange, ce qui donne des fibres plus courtes dans le produit final ; par conséquent, des précautions doivent être prises lors du traitement pour minimiser la rupture des fibres.

Données techniques sur les matériaux d'impression 3D PA-GF20 et PK-GF20

L'équipe de développement de Fortis3D a optimisé les variables de charge et de traitement des fibres pour générer l'un des filaments PA renforcés de fibres les plus "résistants" du secteur avec une charge de fibre de verre inférieure. La charge réduite de fibre de verre améliore l'imprimabilité, l'usure des buses et la finition de surface. Pour atteindre une résistance à la traction élevée de 78 MPa même après conditionnement, un agent de couplage chimique a été en outre utilisé pour renforcer l'adhérence entre les fibres de verre et la matrice polymère.

En comparaison avec le moulage par injection, cela offre une préservation de la résistance à la traction de plus de 90 % et est plus résistant que les matériaux en nylon renforcé de fibres de verre et de carbone d'autres grandes marques. Par rapport à un filament PA6GF typique, l'absorption d'humidité est réduite de 30 % lors de l'utilisation d'un copolymère de nylon similaire au SnapPrint PA de Fortis3D. Le cordage est minimisé même lorsque le filament est laissé de côté dans des conditions ambiantes, contrairement à un filament PA6GF.

Représentation graphique de l'humidité retenue selon le nombre de jours. Graphique via Fortis3D.

La polycétone (PK) est un terpolymère de propylène, d'éthylène et de monoxyde de carbone avec des caractéristiques similaires au PA12 mais avec une absorption d'humidité réduite, une résistance chimique et aux chocs plus élevée, et une friction et une usure réduites. Il maintient également la résistance mécanique après absorption de l'humidité, contrairement aux nylons. En termes d'environnement, la production de polycétone génère jusqu'à 60 % de CO2 en moins que la production de nylon. Cependant, en raison d'un gauchissement excessif et de l'absence d'adhérence à la plupart des adhésifs et matériaux du lit, il est extrêmement difficile d'imprimer indépendamment. Pour résoudre ce problème, l'équipe de développement de Fortis3D a créé une formulation exclusive qui réduit considérablement le gauchissement et peut se conformer à la plupart des matériaux de lit avec juste de la colle PVA. Des fibres de verre coupées ont été ajoutées pour améliorer la résistance et la rigidité, ce qui donne un matériau comparable aux autres nylons renforcés de fibres de carbone ou de verre de l'industrie sans risque d'absorption excessive d'humidité. L'absorption d'humidité est d'environ 70 % inférieure à celle d'un filament PA6GF typique, ce qui implique que le cordage est limité et que la résistance de la pièce n'est pas affectée après une semaine de conditions ambiantes.

La gamme actuelle de filaments Fortis3D comprend SnapPrint PA, Lignum PLA, BioDuro Metallic PLA, etc. Fortis3D affirme que ses filaments sont fabriqués à partir de matériaux de première qualité et que chaque bobine est soumise à des normes de contrôle de qualité strictes avant d'être expédiée. Selon Fortis3D, l'usine de production de l'entreprise est certifiée GMP et enregistrée selon la norme ISO 9001:2015, garantissant un degré de cohérence "à la pointe de l'industrie" en matière de diamètre, d'ovalisation et de couleurs d'un lot à l'autre.

Fortis3D sera à la conférence AMUG plus tard ce mois-ci, où les participants pourront en savoir plus en visitant le stand n° 28. Pour plus d'informations sur les produits et la page des revendeurs de Fortis3D, visitez le site Web.

L'image présentée montre l'illustration de l'absorption d'humidité du PK-GF20. Image via Fortis3D.

Avec une formation en journalisme, Ada a un vif intérêt pour la technologie de pointe et son application dans le monde entier. Ada rend compte d'aspects de l'impression 3D allant de l'aérospatiale et de l'automobile au médical et au dentaire.