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Le Filament PLA est-il Solide pour des Pièces Extérieures ? Quelles sont les Contraintes ?

Le filament PLA, ou acide polylactique, occupe une place prépondérante dans le domaine de l'impression 3D.


Filament PLA chez LV3D.
Filament PLA chez LV3D.

Apprécié pour sa facilité d'utilisation, son coût abordable et ses propriétés respectueuses de l'environnement, le filament PLA est couramment utilisé par les amateurs et les professionnels de l'impression 3D. Cependant, la question de sa durabilité et de sa solidité pour des pièces destinées à un usage extérieur reste une préoccupation majeure. Cet article examine en profondeur les caractéristiques du filament PLA, ses avantages et ses limitations, ainsi que les alternatives disponibles pour des projets nécessitant une résistance accrue aux conditions extérieures.


Caractéristiques et Avantages du Filament PLA.

Le filament PLA est fabriqué à partir de ressources renouvelables telles que l'amidon de maïs, la canne à sucre et d'autres biomatériaux. Cette origine écologique en fait un choix populaire pour ceux qui souhaitent réduire leur empreinte environnementale. Les avantages du filament PLA sont nombreux :

  1. Facilité d'Impression : Le filament PLA fond à une température relativement basse, généralement entre 180°C et 220°C, ce qui facilite grandement le processus d'impression. Contrairement à d'autres matériaux, le PLA ne nécessite pas de lit chauffant et présente une faible tendance au gauchissement, rendant l'impression plus simple et plus accessible, même pour les débutants.

  2. Finition de Surface : Le PLA permet d'obtenir une finition de surface de haute qualité avec des détails fins. Les objets imprimés en PLA ont souvent une apparence lisse et esthétique, ce qui le rend idéal pour la réalisation de prototypes, de maquettes et d'objets décoratifs.

  3. Rigidité et Solidité : Sous des conditions normales d'utilisation intérieure, le PLA offre une rigidité et une solidité suffisantes pour de nombreuses applications. Il est également moins susceptible de se déformer pendant l'impression, ce qui contribue à la précision et à la fiabilité des pièces imprimées.

  4. Propriétés Écologiques : Étant biodégradable et produit à partir de ressources renouvelables, le PLA est considéré comme un choix plus respectueux de l'environnement par rapport à d'autres plastiques. Il se décompose naturellement sous certaines conditions, réduisant ainsi son impact environnemental.



Durabilité du Filament PLA en Conditions Extérieures.

Bien que le filament PLA offre de nombreux avantages, son utilisation pour des pièces destinées à un usage extérieur présente plusieurs défis en raison de ses propriétés matérielles intrinsèques. Les principales préoccupations incluent sa sensibilité à la chaleur, aux rayons ultraviolets (UV) et à l'humidité.


Sensibilité à la Chaleur.

Le filament PLA commence à se ramollir à une température d'environ 60°C. Dans des environnements extérieurs où les températures peuvent grimper ou sous une exposition prolongée au soleil, les pièces en PLA risquent de se déformer, de perdre leur forme et même de fondre partiellement. Cette limitation thermique restreint l'utilisation du PLA dans des climats chauds ou des environnements où les températures fluctuent de manière significative. Par exemple, une pièce en PLA laissée sur une terrasse en plein été peut rapidement devenir molle et perdre sa fonctionnalité, compromettant ainsi la durabilité de l'objet imprimé.


Effets des Rayons UV.

Les rayons UV du soleil sont particulièrement dommageables pour le filament PLA. Une exposition prolongée aux UV entraîne une dégradation de la structure moléculaire du PLA, rendant les pièces fragiles et cassantes. Cette dégradation affecte non seulement l'apparence des pièces imprimées, qui peuvent se décolorer et devenir ternes, mais aussi leur intégrité structurelle, compromettant ainsi leur durabilité et leur fonctionnalité. Les pièces exposées aux UV pendant de longues périodes peuvent se fissurer ou se casser facilement, ce qui limite leur utilisation dans des environnements extérieurs.


Absorption de l'Humidité.

Le filament PLA a également une tendance à absorber l'humidité de l'air. Dans des environnements humides, cette absorption peut provoquer un gonflement et une dégradation progressive du matériau, compromettant la solidité des pièces imprimées. Cela est particulièrement problématique pour des applications nécessitant une résistance mécanique continue et une durabilité à long terme. Les pièces en PLA laissées dans des conditions humides peuvent devenir friables et perdre leur solidité, ce qui limite leur utilité dans des applications extérieures où l'humidité est un facteur constant.


Considérations Pratiques pour l'Utilisation du Filament PLA en Extérieur.

Pour déterminer l'aptitude du filament PLA pas cher à une application extérieure, il est crucial de prendre en compte les conditions spécifiques de l'environnement dans lequel les pièces seront utilisées. Si les pièces doivent supporter des charges importantes, résister aux impacts ou être exposées à des conditions météorologiques variables, le filament PLA peut ne pas être le meilleur choix. Une analyse approfondie de la température ambiante, de l’exposition aux rayons UV et de l'humidité est essentielle pour évaluer la durabilité des pièces en PLA en extérieur.


Alternatives au Filament PLA pour une Utilisation Extérieure.

Pour des projets nécessitant une résistance accrue aux conditions extérieures, plusieurs alternatives au filament PLA peuvent offrir de meilleures performances.


ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène).

L'ABS est beaucoup plus résistant à la chaleur et aux UV que le filament PLA. Cependant, l'ABS nécessite des conditions d'impression plus rigoureuses, y compris un lit chauffant et souvent une enceinte fermée pour éviter le warping (déformation). L'ABS est idéal pour des applications où la robustesse et la résistance aux éléments sont essentielles. Sa durabilité et sa résistance aux chocs en font un matériau de choix pour des pièces structurelles et fonctionnelles destinées à un usage extérieur. Par exemple, l'ABS est souvent utilisé pour des composants automobiles, des équipements de plein air et d'autres applications industrielles où la résistance mécanique est cruciale.


PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycolisé).

Le PETG combine une excellente résistance mécanique et chimique avec une certaine flexibilité, ce qui le rend plus adapté aux environnements extérieurs que le filament PLA. Le PETG résiste mieux aux UV et à l'humidité, et il est souvent utilisé pour des pièces nécessitant une durabilité accrue, telles que des boîtiers électroniques, des supports ou des pièces structurelles. Ce matériau offre également une excellente adhérence entre les couches, réduisant ainsi les risques de délamination et augmentant la longévité des pièces imprimées. Le PETG est couramment utilisé pour des applications industrielles, des pièces nécessitant une exposition prolongée aux éléments et des objets devant résister à des conditions extérieures rigoureuses.


Préparation et Traitement des Pièces en Filament PLA pour l’Extérieur.

Si vous choisissez d'utiliser le filament PLA pour des applications extérieures malgré ses limitations, certaines précautions peuvent aider à prolonger la durée de vie des pièces imprimées. Voici quelques conseils pour optimiser l'utilisation du PLA en extérieur :

  1. Revêtements Protecteurs : L'application de vernis ou de peintures résistants aux UV peut offrir une protection supplémentaire contre les éléments, retardant ainsi la dégradation due aux rayons solaires. Cela peut prolonger la durée de vie des pièces en PLA de plusieurs mois, voire années.

  2. Colorants et Pigments : Utiliser des colorants ou des pigments dans le filament PLA qui absorbent moins les UV peut réduire la dégradation causée par le soleil. Opter pour des couleurs plus claires peut également aider à diminuer l'absorption de chaleur, réduisant ainsi le risque de ramollissement.

  3. Environnement Contrôlé : Installer des pièces en PLA dans des endroits partiellement abrités ou moins exposés aux éléments peut également prolonger leur durabilité. Par exemple, placer les objets sous un auvent ou à l'ombre peut réduire l'exposition directe au soleil et aux intempéries, limitant ainsi les effets néfastes des UV et de l'humidité. De plus, le fait de stocker les pièces en PLA dans des conditions sèches et à l'abri de la lumière directe peut aider à maintenir leur intégrité structurelle.


Conclusion sur le filament PLA.

En conclusion, bien que le filament PLA soit un matériau exceptionnel pour de nombreuses applications d'impression 3D grâce à sa facilité d'utilisation, son coût abordable et ses propriétés écologiques, il présente des limitations significatives pour les usages extérieurs. Sa sensibilité à la chaleur, aux rayons UV et à l'humidité réduit sa durabilité dans des environnements extérieurs. Pour des applications nécessitant une résistance et une durabilité accrues, des alternatives comme l'ABS ou le PETG sont souvent préférables. En choisissant le bon matériau pour vos besoins spécifiques et en prenant des mesures de protection appropriées, vous pouvez maximiser la longévité et la performance de vos impressions 3D en extérieur, même en utilisant le filament PLA. En fin de compte, comprendre les caractéristiques et les limitations du filament PLA vous permettra de faire des choix éclairés pour vos projets d'impression 3D, garantissant ainsi des résultats optimaux et durables.


Karl-Emerik ROBERT

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