L’impression 3D révolutionne la fabrication en permettant de produire des pièces complexes avec un haut degré de personnalisation et de précision. L’une des questions que se posent le plus souvent les concepteurs, les ingénieurs et les passionnés concerne le matériau le plus résistant disponible pour l’impression 3D. Il n’existe toutefois pas de réponse unique : la résistance dépend fortement de l’application, de la technologie d’impression employée et des conditions d’utilisation de la pièce.
Avant tout, il convient de définir le terme : en ingénierie, la « résistance » est évaluée au travers de plusieurs propriétés mécaniques, notamment la résistance à la traction, la résistance aux chocs, la tenue en température et la résistance à la fatigue.
Une alternative plus accessible est le PEI (polyétherimide), connu sous le nom commercial d’ULTEM. Avec une résistance à la traction proche de 100 MPa et une température de service autour de 170 °C, il satisfait en outre des normes strictes de résistance au feu (UL94 V-0), ce qui le rend populaire dans l’aéronautique et l’électronique.
Le PPS chargé fibre de verre (PPS GF) est un autre matériau hautes performances : résistance à la traction d’environ 126 MPa et module d’élasticité pouvant atteindre 11 GPa. Sa résistance chimique et thermique (220 °C en utilisation continue) le destine aux environnements industriels agressifs. Notons cependant sa fragilité sous choc direct en raison des fibres de verre.
Enfin, le nylon renforcé fibre de carbone (PA12 CF) offre une bonne résistance à la traction (≈ 56 MPa) et une rigidité très élevée (module jusqu’à 8,3 GPa), idéale pour des pièces structurelles dans l’automobile et l’aéronautique.
Dans la technologie HP Multi Jet Fusion, le nylon (polyamide) reste le matériau le plus polyvalent et résistant. Le PA12 est largement utilisé grâce à une résistance à la traction d’environ 48 MPa, une grande ténacité et une bonne stabilité dimensionnelle, pour réaliser raccords, engrenages et boîtiers industriels.
Le polypropylène (PP) est également disponible ; léger, flexible et doté d’une résistance chimique exceptionnelle. Il présente une résistance à la traction d’environ 30 MPa et un allongement à la rupture proche de 20 %. Parfait pour charnières souples, boîtiers fonctionnels, composants automobiles ou récipients exposés à des produits chimiques ou milieux humides, grâce à sa faible absorption d’eau.
En stéréolithographie, les résines d’ingénierie sont les plus résistantes. Les résines « tough » (type ABS-like) offrent une résistance mécanique de 40–45 MPa et une élasticité modérée : les pièces supportent chocs et déformations légères, idéales pour prototypes fonctionnels et pièces sous charges modérées.
Les résines haute température résistent jusqu’à 260–285 °C et affichent une résistance mécanique de 60–70 MPa, mais restent très cassantes aux impacts. Elles conviennent donc aux pièces à charge essentiellement statique dans des environnements thermiques extrêmes (moules de thermoformage, éléments de laboratoire).
Certaines résines de type polypropylène (PP-like) combinent résistance mécanique modérée (≈ 30–34 MPa) et grande ductilité, absorbant les chocs sans rupture : charnières flexibles, clips, boîtiers soumis à sollicitations répétées.
En résumé, il n’existe pas de « matériau le plus résistant » universel pour l’impression 3D : chaque technologie possède ses matériaux haut de gamme aux caractéristiques propres. Pour des pièces structurelles dans des environnements extrêmes (haute température, contraintes chimiques ou mécaniques continues), le PEEK, l’ULTEM et les nylons renforcés sont incontournables. Pour des applications nécessitant précision dimensionnelle et élasticité modérée, les résines tough sont à privilégier. Le choix optimal impose donc une analyse complète des exigences spécifiques afin d’assurer la performance et la durabilité maximales de la pièce imprimée.