ABS : Tout comprendre sur ce matériau d’impression 3D
Nous allons vous présenter en détail l’ABS, le deuxième matériau le plus utilisé pour l’impression 3D FDM. Il est important de bien le connaître car une bonne compréhension et maîtrise de l’ABS vous permettra de pouvoir créer des impressions à base d’un matériau autre que le PLA. L’ABS n’aura bientôt plus de secret pour vous.
Qu’est-ce que l’ABS ?
bobines d’ABS
Le plastique ABS, terme scientifique qui signifie Acrylonitrile Butadiène Styrène, est un polymère thermoplastique à base de pétrole assez commun dans l’industrie, principalement pour sa bonne résistance aux chocs à basse température et sa légèreté. On le retrouve dans les coques de bateaux, la décoration ou les jouets, et notamment dans les briques iconiques développées par LEGO. Le plastique ABS est aussi très prisé par le marché de l’impression 3D à dépôt de matière fondue comme nous vous l’avons dit précédemment, c’est l’un des matériaux les plus utilisés avec le PLA.
Les lego sont fabriqués à partir d’ABS
Le plastique ABS est ce que l’on appelle un « terpolymère », obtenu le plus souvent par polymérisation d’acrylonitrile et de styrène en présence de polybutadiène, généralement 20% d’acrylonitrile, 25% de butadiène et 55% de styrène. Les propriétés de l’ABS peuvent donc être modifiées en manipulant ces proportions.
Facile à imprimer
L’industrie de l’injection plastique est l’une des principales consommatrices du plastique ABS : le matériau présente en effet une bonne rigidité, une tenue aux chocs élevée et également une grande légèreté, tout en restant très accessible en termes de prix. Nous l’utilisons dans l’impression 3D à dépôt de matière fondue (FDM) car comme le PLA, il est facile à imprimer et peu onéreux (environ 20€ le kilo sur Amazon).
Bien qu’il soit plus difficile à imprimer que le PLA, l’ABS reste un matériau très privilégié par les professionnels de l’impression 3D grâce à sa résistance aux chocs et à la température élevée (entre -20°C et 80°C).
L’ABS a une température de fusion autour de 200°C. L’utilisation d’un plateau chauffant (entre 80 et 130°C) est obligatoire (fortement conseillé) lorsqu’on souhaite imprimer de l’ABS : c’est en effet un plastique qui se rétrécit au contact de l’air, provoquant alors un phénomène de réaction thermique autrement appelé warping de la pièce et donc son décollement du plateau. Pour y pallier, trois possibilités s’offrent à vous : réduire la température, utiliser un caisson thermique ou utiliser un plateau chauffant.
Enfin, une imprimante 3D à caisson thermique est aussi préférable car le plastique ABS émet des particules qui peuvent s’avérer corrosives à l’inhalation.
Exemple d’impression avec de l’ABS
Post-traitement de l’ABS
Peu de post-traitement est nécessaire lorsqu’on imprime en ABS, c’est l’avantage clé qui vous permettra de gagner du temps. Bien sûr, il peut être peint et résiste bien au temps avec peu de déformations.. Par contre c’est un matériau qu’il faut garder bien au sec car il absorbe l’humidité de l’air ce qui le rendra beaucoup plus difficile à imprimer ensuite.
Sachez qu’il existe des filaments chargés où on vient ajouter des additifs à l’ABS : on peut ainsi trouver de l’ABS à base de fibres de carbone ou de fibres d’aramide connues aussi sous le nom de Kevlar. Ces fibres par exemple viennent réduire le phénomène de gauchissement de l’ABS, offrant ainsi davantage de précision. Le carbone quant à lui vient renforcer les propriétés mécaniques initiales du matériau. Ces matériaux sont généralement plus chers et présentent des paramètres d’impression différents.
Impression en ABS
Place de l’ABS parmi les autres matières en terme de résistance et température
Le thermoplastique ABS est un matériau particulièrement courant en usinage. Il est donc logique de le voir aussi disponible en impression 3D FDM. Cependant la technique d’impression 3D d’un filament fondu puis d’une fabrication couche par couche crée certaines réactions qui peuvent être néfastes pour les fabrications. En effet, le retrait de l’ABS comme le refroidissement des couches peuvent perturber les résultats de vos impressions.
Les grades de filaments d’impression ABS
Il existe en impression 3D comme dans l’univers des thermoplastiques énormément de types de plastique différent. Au sein même d’une seule typologie de plastique comme l’ABS il existe différent grade d’ABS et même certains alliages mêlant l’ABS à d’autres thermoplastiques.
Par défaut, en injection thermoplastique, il est important d’avoir une viscosité assez élevée des plastiques afin de pouvoir réaliser des injections rapides et détaillées. En impression 3D la viscosité de la matière ne doit pas être aussi importante. Même principe pour le refroidissement, rapide et homogène en injection, alors qu’il est variable et irrégulier en impression 3D.
Les ABS apparus en impression 3D il y a quelques années étaient davantage mis sous forme de filaments. Cela provoquait des impressions complexes avec un fort taux de retrait et donc de warping, mais désormais la grande majorité des bobines d’ABS disponibles en impression 3D sont désormais mieux adaptées.
Pourquoi utiliser l’ABS en impression 3D ?
Après le PLA, L’ABS est le deuxième matériau le plus performant et est très abordable. En impression 3D, l’ABS est l’un des matériaux les plus polyvalents et durables. Il est connu pour sa rigidité et sa bonne résistance aux chocs mais aussi pour sa bonne tenue en température. Il conviendra particulièrement pour des applications techniques, fonctionnelles et pratiques. On retrouvera ainsi couramment des prototypes mais aussi des outils, gabarits ou pièces d’usure réalisées en impression ABS.
Les impressions ABS offrent un bel aspect mat qui laisse peu visible les couches, un aspect souvent préféré au côté brillant du PLA ou du PETG.
L’une des qualités propre à l’ABS qui est particulièrement intéressante est sa capacité de lissage chimique. En effet, l’ABS réagit assez fortement à la vapeur d’acétone. Cette réaction lorsqu’elle est contrôlée permet un lissage assez bluffant des pièces imprimées ce qui permet d’éviter l’utilisation d’un kit de lissage.
Paramétrer son impression en ABS
Comme pour les autres filaments standards, l’impression de l’ABS est par défaut déjà configurée dans les logiciels d’impression. Les profils génériques dédiés contiennent généralement les paramètres adaptés à la majorité des filaments ABS.
Des températures d’extrusion et plateau plus élevées que pour les autres filaments standards ainsi qu’une très faible ventilation sont nécessaires pour l’impression d’ABS.
Bobine de filaments d’ABS
Selon le type et la marque de votre bobine, il est possible que les recommandations diffèrent légèrement. Veillez à bien respecter les plages de températures du fabricant.
Comme mentionné précédemment et malgré le respect des consignes d’impression ci-dessous, il est possible que vos impressions en ABS posent des difficultés.
Les difficultés de l’impression de l’ABS
Le choix de l’imprimante 3D va jouer un rôle majeur. Choisir une imprimante 3D plutôt qu’une autre va véritablement faire la différence sur ce matériau. En effet, la principale problématique qui réside dans l’impression du matériau ABS est la température de la zone de fabrication. Ici on ne parle pas du plateau uniquement mais bien de l’environnement d’impression. Le phénomène de warping est fréquent lorsqu’on utilise une imprimante ouverte ou moins chaude.
Imprimante 3D ouverte
Imprimante 3D avec caisson thermique
L’ABS standard a besoin d’une température d’enceinte proche des 80°C pour ne pas souffrir de déformation ou de décollement. Cette température de fabrication permet également de maximiser la liaison des couches et ainsi de renforcer les pièces imprimées.
Utilisez un ABS de bonne qualité, avec un grade d’impression adapté à l’impression 3D et aux imprimantes non chauffées. Aussi, privilégiez une imprimante fermée ou équipée d'un caisson thermique.
Si vous souhaitez imprimer avec de l’ABS, vous avez maintenant une meilleure compréhension de ce matériau et les clés en main pour l’utiliser en impression 3D.
Si vous avez des questions concernant les autres matières à imprimer, n’hésitez pas à nous contacter. Aussi, si vous voulez former sur différents types de matériaux ou simplement vous former dans l’impression 3D de manière générale, sachez que nous avons créé une formation qui s’adapte à vos objectifs !