Filament PC – Filament polycarbonate – Que peut-il faire ? Ce qui ne l’est pas ?
Derrière l’abréviation PC se cache la désignation polycarbonate. Il s’agit de matières thermoplastiques qui font partie des polyesters. Les polycarbonates aromatiques, particulièrement importants, sont obtenus soit par polycondensation de bisphénol A et de phosgène, soit par polycondensation de bisphénol A et de carbonate de diphényle. Parallèlement, le polycarbonate est considéré comme le plastique le plus dur à l’heure actuelle. Le PC est notamment utilisé pour fabriquer des CD, des DVD et des disques Blu-Ray.
L’article suivant explique quels sont les avantages et les inconvénients du PC dans l’impression 3D et avec quels réglages il peut être traité, et bien plus encore.
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Quels sont les avantages du PC dans l’impression 3D ?
Le polycarbonate possède d’excellentes propriétés mécaniques. Il s’agit notamment d’une résistance élevée aux chocs, d’une solidité, d’une rigidité, d’une dureté, d’une température de fusion très élevée et d’une stabilité dimensionnelle qui est encore assurée même à plus de 100 degrés Celsius. En même temps, le matériau ne s’enflamme que difficilement, il a été classé dans la classe 1 des matériaux de construction. Par rapport au verre traditionnel, le polycarbonate a une résistance aux chocs environ 250 fois plus élevée, raison pour laquelle il est également utilisé pour la fabrication de verre de sécurité, et il est nettement plus léger que le verre. Il est également bien adapté comme isolant contre le courant électrique.
En règle générale, le polycarbonate est incolore. Il peut toutefois être coloré avec différents mélanges, de sorte que tu as tout à fait la possibilité d’imprimer les objets dans la couleur de ton choix.
Dans le domaine de l’impression 3D, le filament PC peut être utilisé entre autres pour la fabrication de boîtiers, de gaines, de divers objets de décoration, mais aussi de composants nécessitant une résistance élevée aux chocs et une grande solidité.
Le filament PC traité résiste aux acides dilués, à de nombreuses huiles et graisses ainsi qu’à l’éthanol. En revanche, les objets imprimés en PC ne résistent pas aux bases, aux cétones, aux esters ainsi qu’aux hydrocarbures halogénés et aromatisés.
Quels sont les inconvénients du filament PC ?
Malheureusement, le polycarbonate est très sensible aux rayures et ne résiste pas, dans sa composition d’origine, à une exposition prolongée aux UV. Dans ce cas, des décolorations ou des jaunissements se produisent au fil du temps. En outre, le matériau devient rapidement cassant. C’est pourquoi il est judicieux de choisir un filament PC qui contient également des composants qui améliorent la résistance aux UV ou de renoncer autant que possible à l’utilisation en extérieur.
Un autre inconvénient est le risque de distorsion lors du traitement du matériau. C’est pourquoi il est préférable que les filaments PC ne soient utilisés que par des makers qui s’y connaissent déjà un peu en impression 3D. Par ailleurs, il est recommandé de chauffer le lit chauffant à environ 80 degrés Celsius avant d’utiliser ce filament. La température d’impression nécessaire est d’environ 260 degrés Celsius. C’est pourquoi tu dois t’assurer au préalable que le Hotend et la buse de ton imprimante 3D résistent à cette température.
Le filament PC est beaucoup plus cher à l’achat que les autres filaments. C’est pourquoi il doit surtout être utilisé lorsque d’autres filaments sont trop mous, trop fragiles ou présentent une stabilité dimensionnelle trop faible.
Exemples d’applications pour le filament PC
Les possibilités d’utilisation du filament polycarbonate sont très variées. Ainsi, il est utilisé entre autres pour la fabrication de
- CD, DVD et Blu-Ray vierges,
- éléments de protection visuelle,
- Verre de sécurité,
- Housses et récipients de protection
- bouteilles et
- Toitures pour jardins d’hiver
est utilisé. Ces derniers sont encore traités lors de la fabrication avec des concentrés d’absorbeurs d’UV hautement concentrés, qui sont appliqués en fines couches sur la surface par coextrusion.
Dans le domaine de l’impression 3D, le filament PC convient par exemple à la fabrication de
- des boîtiers pour des appareils techniques, des circuits, etc,
- Boîtiers sous-marins pour appareils photo,
- Autres contenants,
- objets de décoration,
- Couvertures arrière pour smartphones et tablettes,
- Vaisselle de camping.
Tu peux probablement penser à d’autres applications.
Quels sont les paramètres d’impression du filament PC ?
Tout d’abord, nous tenons à préciser que les recommandations d’impression sont d’ordre général, car aucune imprimante 3D ne ressemble exactement à une autre. Les paramètres à choisir dépendent également du filament utilisé ainsi que de ses additifs, mais aussi de l’objet à réaliser et de l’équipement de ton imprimante 3D. Il est préférable de prendre le temps de commencer par une impression d’essai qui te permettra d’ajuster les réglages si nécessaire.
Réglages
Température d’impression : 250 à 270 degrés Celsius,
Température du lit chauffant : jusqu’à 80 degrés Celsius recommandés,
Vitesse d’impression : jusqu’à 90 mm/s.
Autres données importantes
Densité : Faible, environ 1,2 g/cm³,
Point de fusion : 270 – 300 degrés Celsius,
Stabilité dimensionnelle : jusqu’à environ 140 degrés Celsius,
Résistance à la traction : 64 MPa,
Allongement à la rupture : 4 pour cent,
Résistance aux chocs : environ 3,5 kJ/m²,
Résistance aux UV : Faible,
Classe de matériaux de construction : B1 (difficilement inflammable),
Le filament PC nécessite-t-il un lit d’impression chauffant (heatbed) dans l’imprimante 3D ?
Lors de l’utilisation de filament PC, l’utilisation d’un lit chauffant est recommandée par de nombreux fabricants et utilisateurs. Avant l’impression 3D, tu dois le préchauffer entre 80 et 100 degrés Celsius, selon la composition du filament et les indications du fabricant.
Le filament PC peut-il être collé ? Si oui, quel type de colle est recommandé ?
Il existe différentes manières de coller le polycarbonate et donc le filament PC. Avant de les présenter en détail, nous aimerions d’abord te donner quelques conseils généraux sur le collage de ce filament.
- Les surfaces à coller doivent d’abord être débarrassées des impuretés à l’aide d’un chiffon doux imbibé d’alcool isopropylique. Veille également à ce qu’il y ait un revêtement anti-rayures. Celle-ci peut entraver le collage. C’est pourquoi tu dois d’abord tester l’adhésif sur une zone marginale peu visible.
- Pour que l’aspect visuel soit préservé, tu devrais opter pour des colles transparentes ou incolores.
- Si une colle à base de solvant est utilisée, elle doit être appliquée en fine couche sur une seule des deux surfaces de collage.
- Immédiatement après l’application de la colle, les surfaces à coller doivent être placées l’une sur l’autre et pressées fermement pendant un court instant. Ainsi, une bonne adhérence est garantie après quelques minutes déjà. Après 24 heures, le collage est généralement complètement durci. Tu peux souvent utiliser l’objet collé après quelques minutes seulement.
Tu peux utiliser ces colles
Des solvants comme le dichlorométhane ou le dichloroéthane sont très souvent utilisés pour coller le PC et d’autres filaments. Les solvants collent encore mieux si tu leur ajoutes encore environ 8 % de copeaux de polycarbonate. Ainsi, la viscosité augmente tandis que la vitesse d’évaporation diminue. Cela facilite également l’application du produit. Lors de l’utilisation des solvants, tu dois d’ailleurs veiller à une bonne aération de la pièce.
Les adhésifs multi-usages à base de copolymères, dont fait partie par exemple l’adhésif 3M Scotch-Weld 4475, sont par exemple recommandés. Avec les colles multi-usages, tu peux non seulement coller du polycarbonate entre eux, mais aussi d’autres filaments comme par exemple le PMMA, le PLA et le PVC.
Si le polycarbonate doit être collé pour remplir les joints ou sur une grande surface, ou si un collage avec d’autres matériaux (par exemple des métaux peints) est prévu, tu peux aussi utiliser une colle à deux composants qui travaille sur du polyuréthane modifié. Dans ce cas, tu dois d’abord rendre les surfaces à coller rugueuses, puis les enduire de méthanol et les laisser s’aérer avant d’appliquer la colle à deux composants.
Si tu as de la colle cyanoacrylate à la maison, tu peux aussi l’utiliser pour le collage. Ici aussi, il est utile de veiller à améliorer l’adhérence en rendant la surface un peu rugueuse au préalable et en la nettoyant avec du méthanol.
Si tu souhaites coller des plaques de PC plus épaisses entre elles ou les coller sur des plastiques durs, des matériaux minéraux ou des métaux, tu peux également utiliser du caoutchouc silicone.
Tu peux également enduire les matières plastiques telles que le polystyrène, le PMMA, le polyester, le PE et le PP de ce que l’on appelle des colles thermofusibles. Également appelés hot melts, ils assurent une grande résistance aux chocs, une faible viscosité et permettent de réaliser des joints de colle très fins.
Enfin, tu peux aussi utiliser des rubans adhésifs double face pour assembler des plaques de PC avec de l’aluminium, de l’acier inoxydable, de l’acier galvanisé ou peint, de la céramique, du PVC rigide et du verre ou de l’époxy.
Veille à ce que le polycarbonate soit collé sans fissures. C’est pourquoi tu dois savoir que les plastifiants de la colle et aussi le solvant pénètrent dans la couche extérieure du plastique. La combinaison de ces substances peut créer des fissures d’une profondeur de 40 µg dans le matériau. Dans ce cas, il est judicieux d’appliquer une deuxième couche de solvant, qui peut alors former une meilleure barrière.
Comment retravailler le filament PC ?
En raison de sa très bonne qualité de surface et de ses autres propriétés, il n’est que très rarement nécessaire de retravailler les objets imprimés à partir de filaments PC, comme nous l’avons appris au cours de nos recherches. Mais il ne fait aucun doute que cela est relativement facile à réaliser. Comme le PC est très sensible aux rayures, tu dois veiller à travailler très prudemment lors de la finition et à poncer à l’eau. Pour obtenir la finition adéquate, tu peux colorer l’objet que tu as réalisé jusqu’à présent avec un filament PC transparent.
A quoi dois-je faire attention lors du stockage de filaments PC ?
Comme tout autre filament, tu dois stocker le polycarbonate au sec. Le matériau est connu pour absorber fortement l’humidité, ce qui se traduit ensuite par une moins bonne qualité d’impression. C’est pourquoi tu dois conserver les rouleaux de filament entamés dans un sac en plastique hermétiquement fermé, auquel tu auras préalablement ajouté quelques sachets de gel de silicate. Ce gel de silicate absorbe l’humidité et peut être séché et réutilisé ultérieurement.
Comme le polycarbonate est également très résistant aux UV, tu dois conserver le filament de manière à ce qu’il ne soit pas exposé à des sources de lumière. Les boîtes en carton ou les boîtes en plastique colorées avec couvercle, par exemple, sont judicieuses.
