Matières pour le frittage sélectif par laser

On nous demande souvent : "Quelle est la meilleure matière pour le frittage sélectif par laser (SLS) ?" Sans un peu plus d'informations, la réponse n'est pas évidente. En effet, un certain nombre de facteurs peuvent avoir un impact sur la matière la plus adaptée. Pour en savoir plus, lisez la suite.

Quels sont les différents types de matières SLS ?

Le nombre de matières disponibles pour le processus de frittage sélectif par laser est immense, incluant un large catalogue de thermoplastiques, de métaux, de céramiques, de composites et de matières spéciales. La matière SLS la plus couramment utilisée est le polyamide 12 (PA 12), également connu sous le nom de Nylon 12. La poudre de polyamide peut être chargée de divers additifs. Cela permet d'améliorer les propriétés mécaniques et thermiques de la pièce SLS. Parmi les matières polyamides chargées, on peut citer le PA Carbon filled et le PA Glass Filled Nylon.

Chez Protolabs, nous proposons six matières pour le SLS dans nos usines ; cinq d'entre elles sont des matériaux PA 12, et l'autre est un TPU.

Quel est l'impact du budget sur le choix de la matière pour le SLS ?

Voici quelques exemples de l'impact du budget sur le choix de votre matière SLS :

Le coût de la matière : Il s'agit de la première considération pour le choix d'une matière. Certains thermoplastiques (par exemple, le nylon non chargé) sont plus abordables que les métaux ou les polymères spécialisés (tels que le nylon chargé de verre). Si les budgets sont serrés, vous pouvez opter pour une matière plus économique tout en répondant aux exigences de l'application.
Prototype ou production : Les contraintes budgétaires d'un prototype peuvent être très différentes de celles d'une pièce de production. Il peut être possible de choisir des matières moins coûteuses pour un prototype afin de réduire les coûts pendant la phase d'essai. Dans le même temps, les performances d'une pièce de production et le choix de matières plus coûteuses peuvent être justifiés.
Propriétés des matières : Des matières différentes impliquent des propriétés différentes. Le budget peut jouer un rôle important dans la décision d'opter pour une matière aux propriétés supérieures et au coût plus élevé ou pour une matière aux propriétés adéquates à un prix inférieur.
Applications spécialisées : Avez-vous besoin d'une matière biocompatible ou résistante aux flammes ? Ces types de matières spéciales sont souvent plus coûteux.
Post-traitement : Certaines matières peuvent nécessiter des étapes supplémentaires, telles que des finitions de surface ou des traitements thermiques, qui peuvent augmenter le coût global. Les contraintes budgétaires peuvent influencer la sélection de matières nécessitant un post-traitement minimal.

Quel est l'impact des étapes de développement du produit sur la sélection des matières pour la SLS ?

Au cours de la phase de conception du produit, les matières offrant des capacités de prototypage rapide, telles que les thermoplastiques bon marché comme le nylon, sont souvent privilégiées. Ces matières permettent d'itérer et de tester rapidement les concepts de conception sans encourir des coûts de matière élevés.

Lorsque vous atteignez la phase de prototypage et de validation, votre matière doit ressembler étroitement aux propriétés de la matière de production finale afin de garantir la précision des tests de performance.

Lors de la phase d'optimisation, les matières sont souvent choisies en fonction de propriétés spécifiques telles que la résistance, le poids et la fabricabilité. Des matières avancées peuvent également être sélectionnées à ce stade, comme des polyamides chargés pour améliorer les propriétés ou des polymères spéciaux pour des caractéristiques de performance spécifiques.

Lors de la préproduction, les matières utilisées reproduiront le plus fidèlement possible les propriétés des matières destinées à la production. Des polymères à hautes performances peuvent être sélectionnés pour valider les performances dans des conditions réelles et évaluer leur aptitude à la production de masse.

Enfin, au stade de la production, les matières sont sélectionnées avec des propriétés optimisées pour l'application des pièces, en tenant compte de la rentabilité, de l'évolutivité et de la cohérence des performances.

Quel est l'impact de la finalité du produit sur le choix de la matière SLS ?

Matières	Caractéristiques
PA 12 Smooth White	Résistance aux chocs Résistance à la température Durabilité
PA 12 Vapour Smooth White
PA 12 Carbon Filled Smooth Black	Résistance à la température élevée Conductivité électrique Léger
PA 12 Flex Pure Black	Excellente flexibilité Résistance aux chocs Force et résistance
TPU-88A	Flexibilité Résistance à la déchirure et à l'abrasion Durabilité

L'objectif du produit joue un rôle essentiel dans la détermination de la matière la plus appropriée. Le tableau ci-dessus présente les matières que nous proposons chez Protolabs et leurs principales caractéristiques. Si votre pièce doit être durable tout en ayant une assez bonne résistance à la température, vous pouvez choisir le PA 12 blanc lisse. S'il est essentiel que votre pièce ait une résistance thermique élevée, vous pouvez opter pour une matière chargée, comme le PA-12 blanc lisse chargé de verre. Si une résistance élevée aux UV figure sur votre liste de caractéristiques clés, vous devriez probablement envisager le TPU-88A.

Les propriétés ne sont pas les seules à influencer votre décision. L'esthétique et la finition de la surface peuvent être des exigences clés dans certaines industries ou pour certaines pièces. Si vous avez besoin d'une pièce avec une finition lisse, une matière lisse à la vapeur serait idéale. Une peinture personnalisée peut être choisie si l'attrait esthétique ou la couleur sont importants.

Quelles sont les matières les plus récentes disponibles pour la SLS ?

De nouvelles matières sont ajoutées et étudiées en permanence. Par rapport au nylon d'origine, des matières telles que le nylon chargé de verre sont en quelque sorte des nouveaux venus, qui ne sont entrés en scène qu'au tournant du millénaire. Dans tous les secteurs, la durabilité est actuellement une grande priorité, et il en va de même pour le SLS. Des recherches sont menées sur les matières recyclées, telles que le polypropylène recyclé. 3D systems a également présenté les stations de recyclage de poudre (PRS) SLS 300 à la fin de 2023, qui fonctionnent avec le SLS 300 pour recycler et mélanger des matières inutilisées avec des matières fraîches. Les polymères biodégradables ont été introduits dans l'industrie dès les années 2010, en même temps que les polymères à haute performance tels que le PEEK, le PEI et le PPS.

Alors, quelle est la meilleure matière SLS pour votre pièce ? Personne ne peut répondre à cette question à votre place ; nous espérons que certains des points ci-dessus vous ont aidé à vous orienter. Pour de plus amples informations, n'hésitez pas à contacter l'un de nos experts techniques

Identifié: 3D Printing, Selective Laser Sintering, Materials

Frittage sélectif par laser (SLS) Quelle est la meilleure matière pour mon projet ?