Parmi les freins que l’impression 3D se doit encore de lever, il y a celui de ne pas pouvoir traiter encore suffisamment de matériaux qui répondent à une véritable utilisation finale. L’industrie a besoin de composants qui puissent répondre aux normes de qualités et de sécurités. Pour surmonter cet obstacle, chimistes et fabricants s’affairent donc à développer des matériaux plus techniques.
Hier à l’occasion du salon RAPID + TCT, c’est le fabricant américain Formlabs qui a dévoilé sa première résine ignifuge. Avec ce nouveau matériau appelé Flame Retardant Resin et certifié UL 94 V-0, le spécialiste des imprimantes 3D résine entend ainsi renforcer sa présence dans les secteurs du transport, de l’aviation, de la production industrielle, de l’électronique et de l’aérospatiale.
Formlabs a développé une résine technique qui vise tout particulièrement les pièces en plastique fonctionnelles qui nécessitent des caractéristiques ignifuges et auto-extinguibles. Ce matériau répond donc à des normes d’inflammabilité, c’est à dire un ensemble de règles et critères techniques qui déterminent la tendance du matériau à s’éteindre ou à propager la flamme une fois que l’échantillon a été allumé. Dans le cas présent, la norme UL 94 V-0 est un test d’inflammabilité à brûlure verticale, qui correspond à une combustion qui s’arrête dans les 10 secondes sans aucun égouttement enflammé.
Il faut savoir que beaucoup des plastiques conventionnels renferment des éléments halogénés tels que le fluor, le chlore et le brome, qui produisent des fumées denses et corrosives en cas de combustion. C’est pourquoi Formlabs a créé une matière qui en est dépourvue. L’absence d’halogène permet non seulement de produire une fumée peu toxique, mais également de réduire l’impact environnemental.
La difficulté à développer ce type de matériau, réside dans le fait qu’habituellement lorsqu’on ajoute un additif ou un retardateur de flamme à un matériau, cela se fait souvent au détriment d’autres caractéristiques, telles que la tolérance à la chaleur ou la résistance aux chocs. Ce qui n’est pas le cas ici, puisque Flame Retardant Resin offre la résistance et les températures de fléchissement sous charge nécessaires pour créer des pièces en plastique fonctionnelles qui sont rigides, résistantes au fluage et adaptées à une utilisation à long terme dans des environnements à haute température.
Formlabs parle de pièces rigides et fonctionnelles avec un module de 2,9 GPa qui peuvent supporter des opérations de post-fabrication telles que le taraudage, l’ébarbage et le perçage. Pour les applications ne nécessitant pas de résistance maximale à la chaleur mais une plus grande ténacité, Formlabs conseille de post-polymériser les pièces dans sa station Form Cure pendant 60 min à 70 °C. À contrario, pour atteindre la température de fléchissement sous charge la plus élevée (111 °C à 0,45 MPa), le fabricant américain recommande de post-polymériser vos impressions pendant 120 min à 80 °C.
« Flame Retardant Resin présente d’excellents résultats aux évaluations de flamme, fumée et toxicité »
Pièces de protection pour appareil électronique imprimées avec la résine ignifuge de Formlabs (crédits photos : Formlabs)
En termes d’applications, le fabricant américain recommande Flame Retardant Resin pour la création de composants internes ou de protection pour des appareils électroniques grand public, de gabarits, de fixations et de pièces de rechange sur mesure. Il ajoute que les pièces imprimées avec sa résine ignifuge, présentent des détails fins et un comportement mécanique similaire à celui des pièces moulées.
« Flame Retardant Resin vous permet de fabriquer des pièces ignifugées sans passer par des méthodes traditionnelles coûteuses. Ce matériau est idéal pour la production de pièces d’intérieur dans l’aéronautique, l’automobile et le ferroviaire. » ajoute Formlabs. « Flame Retardant Resin est certifiée UL 94 V-0 et FAR25.853(a) et présente d’excellents résultats aux évaluations de flamme, fumée et toxicité (FST). Elle offre une grande liberté de conception pour créer des pièces isotropes et très détaillées avec un excellent état de surface qui ont l’aspect et le ressenti des pièces moulées par injection, mais à un coût beaucoup plus bas. »
Bien sûr Flame Retardant Resin n’est pas le premier matériau d’impression 3D à répondre à des normes d’inflammabilité. Parmi les autres matériaux ignifuges déjà disponibles sur le marché, on peut citer le fameux ULTEM 9085 de Stratasys, la résine Figure 4 High Temp 150C FR Black de 3D Systems, ou encore le filament PolyMax PC-FR de Markerbot, ou plus récemment l’EPX 86FR de Carbon.
Formlabs propose sa résine ignifuge au prix de 298 € les 0,84 litres (1kg). Le matériau est compatible avec l’ensemble de ses imprimantes 3D SLA (Form 3, Form 3+, Form 3L, Form 3B, Form 3B+, Form 3BL).
