En matière de filaments flexibles, deux matériaux principaux se distinguent par rapport à d’autres matériaux souples courants, comme le PLA flexible ou le PVC, notamment en termes de récupération élastique et de résistance à la fatigue. Il s’agit du TPE et des filaments TPU, utilisés dans de nombreux projets nécessitant des pièces souples ou flexibles. Examinons donc ces deux matériaux de plus près afin de savoir quand utiliser l’un ou l’autre. Bonne lecture !
Définition du TPE et du TPU
Classification du TPE
Les noms complets de ces deux matériaux sont élastomère thermoplastique (TPE) et polyuréthane thermoplastique (TPU). Même s’ils semblent similaires, ils présentent certaines différences importantes qui les rendent plus adaptés à différents types de pièces et d’objets imprimés en 3D.
Qu’est-ce que le TPE ?
Le TPE désigne une grande famille d’élastomères thermoplastiques. Cette catégorie comprend plusieurs types de matériaux, notamment le TPU, le TPV, le SEBS et d’autres encore. Tous partagent certaines caractéristiques, comme l’élasticité, tout en restant transformables comme des thermoplastiques. Grâce à sa souplesse et à sa flexibilité, le TPE est notamment utilisé pour fabriquer des coques de téléphone, des joints et de nombreux autres objets souples.
Qu’est-ce que le TPU ?
Le TPU est une catégorie spécifique de TPE. Sa structure segmentée associe des segments rigides et souples, ce qui lui permet d’offrir un bon équilibre entre flexibilité, résistance à l’usure et durabilité. Il est généralement moins souple que certaines formulations de TPE, mais offre souvent une meilleure résistance mécanique. Grâce à ces propriétés, le TPU convient particulièrement aux pneus, aux protections et à de nombreuses pièces fonctionnelles flexibles.
Processus de fabrication
Les deux matériaux sont finalement transformés en filament grâce à des procédés thermoplastiques d’extrusion, mais leur composition et leur fabrication diffèrent. Les TPE peuvent être formulés de différentes manières afin d’obtenir une souplesse élevée, tandis que le TPU est produit à partir de réactions de polymérisation spécifiques permettant d’obtenir une structure segmentée avec un bon compromis entre élasticité et résistance.
Principales différences entre la fabrication du TPU et du TPE
Le tableau ci-dessous présente quelques différences importantes entre le TPU et un TPE à base de SEBS. En général, le TPU convient mieux aux applications nécessitant une forte résistance à l’usure, tandis que certains TPE sont davantage adaptés aux pièces nécessitant une grande souplesse.
| Caractéristique | TPU | TPE (à base de SEBS) |
| Structure chimique | Structure segmentée avec domaines rigides et souples | Réticulation physique par domaines de blocs styréniques |
| Traitement des matières premières | Nécessite une polymérisation | Principalement mélange physique selon la formulation |
| Plage de dureté | Environ 80A–75D selon la formulation | Peut couvrir une plage très large, souvent plus souple |
| Température de traitement | Variable selon la formulation, généralement élevée | Variable selon la formulation |
| Hygroscopicité | Souvent élevée ; séchage recommandé avant impression | Généralement plus faible pour certains TPE, selon leur composition |
Propriétés : TPE vs TPU
Le tableau suivant offre un aperçu rapide des principales propriétés du TPE et du filament TPU pour impression 3D. Vous pouvez l’utiliser comme référence pour choisir le matériau le mieux adapté aux propriétés recherchées pour votre prochain modèle.
| Propriété | TPU (polyuréthane thermoplastique) | TPE (élastomère thermoplastique) |
| Flexibilité | Bonne flexibilité, généralement moins souple que certains TPE | Très flexible selon la formulation |
| Imprimabilité | Généralement plus facile à imprimer que les TPE très souples ; un extrudeur direct drive est souvent recommandé | Peut être plus difficile à imprimer et nécessiter une vitesse plus faible |
| Température d’impression | Variable selon la formulation, souvent autour de 220–250 °C | Très variable selon le type de TPE |
| Résistance aux intempéries | Bonne à excellente selon la formulation | Variable selon le type de TPE |
| Résistance à la déchirure | Excellente, adaptée à de nombreuses pièces fonctionnelles | Modérée à bonne selon la formulation |
| Résistance chimique | Bonne résistance à de nombreuses huiles et graisses ; dépend de la formulation | Variable selon la famille de TPE |
| Résistance à la chaleur | Bonne selon la formulation | Variable selon la formulation |
| Texture de surface | Peut être lisse ou texturée selon la formulation | Souvent douce et agréable au toucher |
En comparant les propriétés de ces deux matériaux, il apparaît clairement que certaines applications conviendront mieux à l’un qu’à l’autre. De manière générale, le TPU est souvent plus facile à imprimer que les TPE très souples. Pour en savoir plus, consultez notre guide du filament TPU.
Recyclage : TPE vs TPU
De plus en plus d’utilisateurs s’intéressent à la durabilité des matériaux. La possibilité de recycler les filaments d’impression 3D constitue donc un avantage intéressant.
Le TPE et le TPU étant des thermoplastiques, ils peuvent techniquement être retraités dans certaines conditions. Cependant, leur recyclage dépend fortement de leur formulation, de leur niveau de contamination et des infrastructures de recyclage disponibles localement.
Le TPU recyclé peut être réutilisé dans certaines applications industrielles, notamment pour des composants, des revêtements ou d’autres produits techniques. Les TPE recyclés peuvent également être réemployés dans différents produits de consommation ou industriels selon leur composition.
Applications : TPE vs TPU
Comparer les applications du TPE et du TPU est un bon moyen de comprendre comment leurs propriétés influencent leur utilisation en impression 3D.
Le TPU est utilisé pour de nombreux produits souples mais durables, comme les coques de téléphone, les chaussures et semelles, les joints, les pièces automobiles, certains dispositifs médicaux, les tuyaux flexibles et les équipements sportifs. Ces pièces peuvent conserver une bonne durabilité tout en restant suffisamment flexibles pour leur usage.
Chaussure imprimée en TPU
Le TPE est également utilisé pour les coques de téléphone et d’autres objets nécessitant une grande souplesse. Selon sa formulation, il peut mieux épouser la forme d’un produit ou d’un composant. Parmi les autres applications, on trouve les jouets, tuyaux, joints, sangles, semelles intérieures, poignées et autres pièces flexibles.
Gaine de protection pour connecteur de câble en TPE
Conclusion
Que vous souhaitiez imprimer avec du TPU ou avec un autre type de TPE, il est important de tenir compte des propriétés spécifiques du matériau et de l’utilisation prévue de la pièce finale.
Le TPU offre généralement une excellente résistance à l’usure, une bonne durabilité et une imprimabilité plus accessible que de nombreux TPE très souples. Le TPE, quant à lui, peut être mieux adapté aux applications nécessitant une souplesse particulièrement élevée ou une forte capacité à épouser la forme d’un autre objet.
Pour les débutants souhaitant découvrir l’impression de matériaux flexibles, le TPU constitue souvent un choix plus accessible. Quel que soit le matériau choisi, vérifiez toujours les recommandations du fabricant concernant les réglages d’impression, le séchage et l’utilisation prévue. Bonne impression !