Si vous avez déjà imprimé en 3D des objets destinés à une utilisation en extérieur, vous avez probablement remarqué que leurs performances et leur durabilité peuvent varier considérablement selon le filament utilisé. Pour vous aider à choisir le matériau le plus adapté à chaque situation extérieure, examinons donc les principales options. Bonne lecture !
Propriétés des filaments 3D pour une utilisation en extérieur
Il est important de comprendre quelles propriétés doivent posséder les filaments pour imprimante 3D destinés à un usage extérieur, car ils doivent résister à des conditions environnementales auxquelles les modèles utilisés en intérieur ne sont généralement pas confrontés. Voici quelques-uns des critères les plus importants.
Résistance aux intempéries
La résistance générale aux conditions météorologiques de votre région est l’un des facteurs les plus importants. Si vous vivez dans une zone très ensoleillée, la résistance aux UV doit être une priorité lors du choix de votre filament. Il faut également tenir compte de la résistance aux températures élevées ou basses : certains matériaux supportent mieux le froid, tandis que d’autres conviennent davantage aux environnements chauds. Enfin, il est important d’évaluer la résistance à l’humidité, à la pluie et à l’eau.
Vieillissement du PLA en extérieur
Propriétés mécaniques
Selon l’utilisation prévue de votre impression 3D, il peut également être important de choisir un filament offrant une bonne résistance aux chocs, à l’abrasion ou encore une capacité suffisante à supporter des charges sur le long terme. C’est notamment le cas pour des pièces comme les supports, fixations ou composants fonctionnels.
Stabilité chimique
Enfin, certains environnements extérieurs nécessitent également de prendre en compte la résistance chimique et à l’oxydation. C’est particulièrement important dans les zones proches de la mer, où l’humidité, le sel et les polluants peuvent accélérer la dégradation des pièces, ou dans des environnements plus agressifs où les UV et certains contaminants peuvent altérer plus rapidement les matériaux.
Comparaison des filaments adaptés à une utilisation en extérieur
Le tableau ci-dessous présente un aperçu des principales caractéristiques de cinq filaments : ASA, PETG, PC, nylon et TPU, ainsi que quelques applications recommandées pour chacun.
| Propriété | ASA | PETG | PC | Nylon | TPU |
| Résistance aux UV | Excellente | Bonne | Modérée | Faible | Modérée |
| Résistance à la chaleur | Élevée (80–100 °C) | Modérée (70–85 °C) | Très élevée (110–135 °C) | Modérée à élevée selon le type (80–100 °C) | Modérée (50–80 °C) |
| Résistance à l’eau | Bonne | Excellente | Bonne | Faible à modérée, car le nylon absorbe l’humidité | Excellente |
| Résistance aux chocs | Élevée | Bonne | Très élevée | Élevée | Très élevée grâce à sa flexibilité |
| Résistance à l’abrasion | Bonne | Modérée | Excellente | Bonne | Excellente |
| Capacité à supporter des charges | Bonne | Modérée | Excellente grâce à sa rigidité | Bonne selon la formulation | Faible pour les charges rigides en raison de sa souplesse |
| Stabilité chimique | Excellente | Bonne | Excellente | Modérée | Bonne |
| Applications recommandées | Signalétique extérieure, pièces automobiles, fixations | Contenants résistants à l’eau, outils de jardin | Pièces structurelles à haute résistance, protections | Engrenages fonctionnels, charnières | Joints, bagues d’étanchéité, pièces flexibles |
Filament ASA
Comme le montre le tableau ci-dessus, le filament ASA est généralement l’un des meilleurs choix pour une utilisation en extérieur, car il convient à de nombreux scénarios. Il présente une excellente résistance aux UV et aux intempéries et conserve généralement bien sa couleur et ses propriétés mécaniques lors d’une exposition prolongée au soleil. Il offre également une bonne résistance à l’eau et une excellente stabilité chimique.
En revanche, son impression est plus exigeante. Elle nécessite généralement un plateau chauffant et une enceinte fermée afin de limiter le warping. Le prix de l’ASA peut également être plus élevé que celui de matériaux plus courants comme le PLA ou le PETG.
Filament PETG
Le filament PETG pour imprimante 3D offre une résistance thermique inférieure à celle de l’ASA, mais il résiste très bien à l’eau. Il constitue donc un bon choix dans les régions pluvieuses ainsi que pour des applications de jardinage, comme les jardinières ou certains accessoires extérieurs.
La résistance aux UV du PETG est également correcte, même si elle reste généralement inférieure à celle de l’ASA. Si votre budget est plus limité ou si vos pièces ne sont pas destinées à des conditions climatiques extrêmes, le PETG peut représenter une solution plus économique. Il est également généralement plus facile à imprimer que l’ASA.
Filament PETG Geeetech pour imprimante 3D
Filament PC
Le polycarbonate, ou PC, est l’un des matériaux les plus performants lorsqu’une résistance élevée à la chaleur est nécessaire. Il offre également une excellente résistance mécanique et convient à de nombreuses pièces exigeantes utilisées dans des environnements difficiles.
En revanche, le PC demande généralement des températures d’impression élevées et une imprimante bien adaptée. Sa résistance aux UV dépend également de la formulation du filament, et certaines versions peuvent nécessiter une protection supplémentaire pour une exposition extérieure prolongée.
Filament nylon
Le nylon peut être un excellent choix pour les pièces fonctionnelles qui ne sont pas directement exposées à l’eau. Son principal inconvénient est sa forte tendance à absorber l’humidité, ce qui peut affecter ses performances et sa stabilité dimensionnelle.
Il offre néanmoins une bonne résistance mécanique, à l’usure et à la chaleur. Il existe également des nylons renforcés, par exemple avec des fibres de carbone ou de verre, qui peuvent être particulièrement intéressants pour certaines applications extérieures exigeantes.
Filament TPU
Enfin, le filament TPU offre une résistance thermique plus limitée et n’est généralement pas adapté aux pièces rigides devant supporter des charges importantes.
Cependant, une résistance thermique d’environ 50 °C ou plus peut suffire pour de nombreuses applications extérieures. Le TPU se distingue surtout par son excellente résistance aux chocs et sa flexibilité. Il convient ainsi à des pièces que des matériaux rigides comme l’ASA ou le PETG ne peuvent pas remplacer efficacement, notamment les joints d’étanchéité pour bouteilles, robinets de jardin ou autres composants flexibles.
Joints d’étanchéité en TPU
Comment améliorer la durabilité des impressions en extérieur ?
Maintenant que nous avons comparé les principales propriétés des filaments adaptés à une utilisation en extérieur, il faut également savoir que la durabilité peut être améliorée grâce au post-traitement et à une conception mieux adaptée à l’environnement.
Post-traitement
Une fois la pièce imprimée, vous pouvez améliorer sa résistance aux UV en appliquant un revêtement ou une peinture de protection adaptée. Cela peut réduire la décoloration et ralentir la dégradation provoquée par une exposition prolongée au soleil.
Cette méthode peut être utilisée avec différents matériaux, mais il est important de choisir un produit compatible avec le filament concerné, qu’il s’agisse d’ASA, de PETG ou de TPU.
Un revêtement imperméabilisant peut également réduire la pénétration de l’eau, même s’il peut être nécessaire de le renouveler après une exposition prolongée. Certaines méthodes de lissage ou de revêtement permettent aussi de réduire les micro-espaces entre les couches et ainsi de limiter l’infiltration d’humidité.
Optimisation de la conception
Quel que soit le filament utilisé, vous pouvez améliorer la résistance de votre modèle dès la phase de conception. Par exemple, augmenter l’épaisseur des parois peut améliorer la solidité et offrir davantage de matière avant que l’usure extérieure n’affecte la structure de la pièce.
Il est également conseillé d’éviter les formes susceptibles de retenir l’eau. Certaines géométries peuvent créer des poches où l’eau s’accumule durablement. Adapter la conception en ajoutant des pentes ou des ouvertures de drainage peut donc prolonger considérablement la durée de vie de la pièce.
Structure favorisant l’accumulation d’eau vs conception avec drainage
Conclusion
Il existe de nombreuses excellentes options pour imprimer des pièces destinées à une utilisation en extérieur. Avec le bon matériau, ces modèles peuvent conserver leurs propriétés mécaniques et leur aspect pendant longtemps.
En choisissant soigneusement le filament, en appliquant un post-traitement lorsque cela est nécessaire et en adaptant la conception aux conditions environnementales, vous pouvez considérablement prolonger la durée de vie de vos impressions 3D extérieures. Nous espérons que cet article vous aura aidé à mieux comprendre les différents matériaux disponibles. Bonne impression !