Présentation du Prusament PA11 (Nylon) Carbon Fiber Black : filament avec une excellente résistance chimique et thermique

Des matériaux avancés tels que le Prusament PC Blend Carbon Fiber élargissent considérablement les possibilités de l’impression 3D et c’est pourquoi nous lançons un autre nouveau matériau sur le marché : le Prusament PA11 Carbon Fiber Black, un matériau parfaitement adapté à une utilisation dans l’industrie automobile, mais également idéal pour imprimer des pièces mécaniques durables à la maison – composants pour drones et autres modèles RC, engrenages et autres pièces techniques.

Qu’est-ce que le PA11 ?

Les polyamides sont un groupe de matériaux polymères produits depuis les années 1930 lorsque DuPont a développé le polyamide 6.6 connu sous son nom commercial Nylon. Ce nom s’est depuis répandu et est souvent appliqué à tort à d’autres types de polyamides. Ils sont désignés par des nombres qui représentent le nombre d’atomes de carbone des composés parents – par exemple PA6, PA6.10, PA12, etc.

Le PA11 que nous utilisons est un type de polyamide utilisé principalement pour la technologie SLS. C’est un domaine assez inexploré dans le domaine de l’impression 3D FFF. Nous avons beaucoup expérimenté dans ce domaine et avons finalement obtenu plus qu’un bon résultat. Pourquoi avons-nous choisi PA11 ? Les polyamides PA6 et PA12 couramment utilisés présentent un certain nombre d’inconvénients : Le PA6 est extrêmement hygroscopique, ce qui rend extrêmement difficile l’impression avec lui même 1 jour après le déballage. Dans certains cas, le PA6 peut absorber trop d’humidité même lors de longues impressions. Le PA12 n’est pas autant hygroscopique, mais il se déforme extrêmement et a une très mauvaise adhérence à une plaque d’impression PEI standard. Le PA11 est un bon compromis – il moins hygroscopique et offre une meilleure adhérence à la plaque d’impression PEI (pour les modèles de petite et moyenne taille).

Prusament PA11 Carbon Fiber au microscope électronique

Grâce aux fibres de carbone ajoutées, le Prusament PA11 Carbon Fiber est pratiquement sans déformation. Comparé au polyamide pur, il a une adhérence intercouche légèrement plus faible, à peu près comparable à notre Prusament PC Blend Carbon Fiber – ce qui est toujours un très bon résultat.

Propriétés mécaniques et chimiques de base

Le polyamide PA11 est un matériau à base d’huile de ricin, les fibres de carbone ajoutées à ce filament sont recyclées, comme avec le Prusament PC Blend Carbon Fiber. Le plus grand avantage de ce matériau est probablement sa résistance aux hautes températures, jusqu’à 190 °C en fonction de la charge. Cela le rend parfaitement adapté à l’impression de pièces spéciales, telles que des pièces de machines dégageant de la chaleur (moteurs, etc.).

Le deuxième avantage majeur du PA11 (et des polyamides en général) est son excellente résistance chimique à une gamme de solvants. Le PA11 a une bonne résistance aux bases (par exemple NaOH), aux alcools (méthanol, éthanol), au toluène, à l’acétone, à l’huile de moteur, à l’essence, au diesel, etc.

Le Prusament PA11 Carbon Fiber a bonne résistance aux frottements et à l’abrasion. Cela le rend approprié pour l’impression d’engrenages et d’autres pièces mobiles. Quant aux autres propriétés mécaniques (résistance aux chocs, caractéristiques de traction), elles sont similaires à celles du Prusament PC Blend Carbon Fiber. Pour une meilleure idée, nous vous recommandons de consulter notre table des matériaux. Nous mettrons à jour la table avec les informations sur PA11 plus tard dans la journée.

Comparaison des résultats de mesures tribologiques du Prusament. Le coefficient de frottement et la perte de masse ont été mesurés en déplaçant l’échantillon contre la goupille en acier.

Le PA11, comme les autres polyamides, est un matériau hygroscopique (absorbe l’humidité de l’air). Si l’humidité absorbée atteint des niveaux élevés, la qualité d’impression se détériorera. La détérioration se produit entre quelques jours et un mois. Si vous ne savez pas combien de temps s’est écoulé depuis que vous avez ouvert le sac scellé ou si vous n’avez pas imprimé depuis longtemps, nous vous recommandons un séchage du filament à 90 °C pendant 4-6 heures avant l’impression. L’absorption d’humidité peut parfois être perceptible en retirant les supports. Si le filament est sec, le retrait des supports devrait être facile.

Avantages et inconvénients

Avantages
	Résistant aux hautes températures (jusqu’à 190 °C)
	Excellente résistance chimique
	Faible coefficient de frottement (par rapport à d’autres matériaux)
	Résistance à l’abrasion
	Moins hygroscopique par rapport aux autres types de PA
	Surface mate d’aspect professionnel
	Faible rétrécissement lors de l’impression

Inconvénients
	Doit être imprimé sur une plaque d’impression spéciale / nécessité d’utiliser une couche de séparation (bâton de colle)
	Il est nécessaire d’utiliser une buse durcie
	Adhésion intercouche inférieure (par rapport au PA pur)
	Un séchage occasionnel peut être nécessaire
	Coût plus élevé (par rapport à d’autres matériaux)
	Produit une odeur lors de l’impression (beaucoup moins perceptible que l’ASA)

Avantages de l’impression sur une plaque d’impression spéciale

En même temps que le Prusament PA11 Carbon Fiber Black, nous lançons également une toute nouvelle plaque d’impression spécialement conçu pour l’impression des polyamides. La raison est la faible adhérence du PA11 sur nos plaque d’impression PEI classiques. Jusqu’à présent, nous préconisions d’imprimer des polyamides sur des plaques d’impression texturées ou satinées avec une couche d’adhésif (bâton de colle), mais cela ne s’est pas avéré très adapté. Bien sûr, des modèles plus petits avec un remplissage clairsemé peuvent être imprimés sur des plaques PEI enduites de colle en bâton, mais pour une impression fiable de modèles techniques, vous avez besoin de quelque chose de mieux. Le Prusament PA11 Carbon Fiber en particulier, peut facilement se décoller et se déformer lorsqu’il est imprimé sur des plaques conventionnelles, bien qu’il soit rempli de fibre de carbone. C’est pourquoi nous avons développé une nouvelle couche de surface d’un matériau spécial qui fournit une adhérence nettement meilleure pour les matériaux d’impression en polyamide.

Notre nouvelle plaque d’impression PA Nylon est dotée d’une texture mate semblable à la plaque d’impression satinée. Outre les polyamides, elle est également compatible avec le PETG, l’impression avec d’autres matériaux n’est pas recommandée en raison d’une faible adhérence. Même les polyamides eux-mêmes diffèrent dans leur composition et peuvent avoir diverses propriétés d’adhérence. De nombreux polyamides, particulièrement purs (sans fibres de carbone par exemple), ont une forte tendance à la déformation. C’est pourquoi certains matériaux peuvent nécessiter l’utilisation de la fonction de bordure même s’ils adhèrent bien à la surface. Jusqu’à présent, nous ne pouvons pas dire si l’un des polyamides non testés a une adhérence forte ou faible – c’est pourquoi nous recommandons d’imprimer uniquement les polyamides mentionnés dans notre table des matériaux. Ces filaments fonctionnent très bien avec notre plaque d’impression PA Nylon spéciale avec les températures d’impression sélectionnées.

Pour un retrait facile de l’impression et une longue durée de vie des feuilles, vous n’avez besoin que de la laver à l’eau avant chaque utilisation et de régler la hauteur de la première couche. Nous recommandons fortement de NE PAS laver la feuille avec de l’acétone, de l’IPA (alcool isopropylique) et autres produits chimiques à base d’alcool (dont les nettoyants pour vitres, la 3DLAC, etc.). L’utilisation d’IPA (et d’autres produits chimiques) rend la surface mate et modifie la structure et l’adhérence de la surface. Cela conduit à une durée de vie plus courte et un risque plus élevé d’endommager la plaque. Si vous avez des taches de graisse visibles (empreintes de doigts par exemple), vous pouvez nettoyer la feuille avec de l’eau et du liquide vaisselle. Nous vous recommandons de laver la plaque avec du liquide vaisselle avant de la retourner de l’autre côté.

Comparaison d’une plaque d’impression Nylon PA propre (à gauche) avec une surface traitée à avec de l’alcool isopropylique (à droite). Notez la formation de structures rugueuses après le traitement IPA. Remarque : la photo est à titre indicatif seulement, il s’agit d’un échantillon de test. La surface de votre feuille est différente au microscope que sur les photos ci-dessus.

Paramètres d’impression et autres équipements de l’imprimante

En plus d’une plaque d’impression spéciale, imprimer avec une buse durcie est requis en raison des propriétés hautement abrasives de la fibre de carbone.

Nous vous recommandons d’imprimer sur une imprimante se trouvant dans une enceinte ou de placer l’imprimante dans une pièce bien aérée (voir notre fiche de données de sécurité). L’impression avec du polyamide libère une odeur relativement forte dans l’air et émet des particules potentiellement dangereuses (UFP – particules ultrafines). Notre Original Prusa Enclosure est une option idéale. Non seulement l’odeur sera réduite, mais la température ambiante plus élevée améliorera l’adhérence entre les couches imprimées. Une fois que vous avez fini d’imprimer dans l’enceinte, ouvrez d’abord la fenêtre puis ouvrez les portes de l’enceinte pour changer rapidement l’air.

En raison des températures d’impression élevées, nous vous déconseillons d’utiliser l’Original Prusa MINI+ – l’Original Prusa MK3S+ est la voie à suivre pour imprimer du Prusament PA11 Carbon Fiber Black et la XL prendra également en charge ce matériau.

Astuce de pro : avez-vous besoin d’ajouter le profil d’impression du Prusament PA11 Carbon Fiber dans PrusaSlicer ? Assurez-vous que vous utilisez PrusaSlicer 2.4.2 ou plus récent. Allez dans Configuration – Assistant de configuration – Filaments – NYLON – Prusa Polymers – cochez l’option Prusament PA11 Carbon Fiber et appuyez sur Fin. Désormais, le PA11 sera disponible dans la liste des matériaux.

Couleur, aspect et prix

Le Prusament PA11 Carbon Fiber Black est à nouveau disponible en couleur noire, en raison de la teneur en fibre de carbone à l’intérieur du filament. Vous vous demandez peut-être pourquoi avons-nous utilisé différentes couleurs pour les côtés de la bobine – ceux-ci sont gris pour distinguer les bobines collées des bobines pliées. Lorsque le filament sèche (90 ° C), les côtés de la bobine se dilatent thermiquement et lorsqu’ils sont refroidis, la bobine peut se démonter. Pour cette raison, nous avons dû coller les pièces en papier et en plastique ensemble. Vous pouvez toujours recycler le papier et le plastique de la même manière qu’avec des bobines ordinaires, il vous suffit d’exercer un peu plus de force pour démonter la bobine.

Les bobines contiennent 800 g de matériau. Le prix d’une bobine est de 99,99 USD / 99,99 EUR (TVA incl.) et la plaque PA (Nylon) spéciale vous coûtera 44,99 USD / 44,99 EUR (TVA incl.). Ou vous pouvez acheter le lot complet, qui coûte 129,99 USD / 129,99 EUR (TVA incl.).

Applications typiques du Prusament PA11 Carbon Fiber


Fidget toy (The Flat Hexagon With a Spin par Whity) (Divers engrenages et pièces mobiles)	Buse de ventilateur (Pièces résistant à la chaleur)

Two-way screw par GVC (Vis et pièces mécaniques plus grosses)	Tuyaux d’échappement (Grandes pièces résistantes à la chaleur)

Poulies, engrenages, roulements, etc. (Grandes pièces mobiles fortement sollicitées)	Pièces fonctionnelles d’aspiration de moteur (Résiste à 190 °C pendant de longues périodes)