La nouvelle Polypropylene Powder : un matériau léger, ductile et résistant aux produits chimiques pour l'impression 3D SLS
Formlabs est fier de présenter Polypropylene Powder, un nouveau matériau pour l'écosystème d'impression 3D à frittage sélectif par laser (SLS) de la série Fuse, qui permet de produire des pièces très ductiles pour le prototypage et la fabrication de petites séries.
Les pièces en polypropylène (PP) sont légères, étanches et résistantes aux produits chimiques, ce qui les rend idéales pour les applications finales. Polypropylene Powder est un véritable polypropylène thermoplastique non simulé qui permet de ne pas recourir à des sous-traitants ou à des machines très coûteuses et de ne pas passer des heures à régler les paramètres d'impression. Le flux de travail de la série Fuse permet pour la première fois aux utilisateurs d'imprimer en 3D des pièces en polypropylène de qualité industrielle, à petit prix et en interne.
Avec un allongement à la rupture de 34 % et un module de flexion de 1327 MPa, Polypropylene Powder offre des propriétés similaires à celles des polypropylènes couramment moulés par injection, et permet de fabriquer :
- Biens de consommation tels que des emballages pour les produits liquides, les équipements sportifs et les appareils électroniques
- Dispositifs médicaux tels que des prothèses et des orthèses
- Produits automobiles et industriels tels que des systèmes de fluides, des boîtiers, de l'outillage et des aides à la fabrication
Introduction de Polypropylene Powder pour la série Fuse
Regardez notre webinaire pour découvrir comment Polypropylene Powder permet d'obtenir des pièces hautement ductiles pour le prototypage et la fabrication.
Pourquoi imprimer en 3D du polypropylène ?
Il existe actuellement de nombreuses façons de fabriquer des pièces en polypropylène (PP). Les plus courantes consistent à les mouler par injection, les thermoformer, les mouler par soufflage ou les mettre en forme par d'autres procédés traditionnels nécessitant de l'outillage spécifique. Bien que ces méthodes soient rentables pour les produits fabriqués en grandes quantités, elles s'accompagnent de contraintes géométriques propres aux procédés de moulage et nécessitent un investissement initial élevé pour fabriquer les outils. Tout cela empêche donc de produire de petites séries ou des pièces personnalisées de façon rentable.
Il existe plusieurs façons d'imprimer en 3D du polypropylène, par exemple avec des filaments pour les imprimantes à dépôt de fil fondu (FDM), des résines pour l'impression 3D SLA (stéréolithographique) offrant des propriétés similaires à celles du polypropylène, ou encore des poudres de polypropylène pour les systèmes SLS plus coûteux.
Polypropylene Powder pour l'écosystème de la série Fuse combine les propriétés connues de ce matériau standard de l'industrie avec la liberté géométrique, l'agilité de la chaîne d'approvisionnement et la vitesse d'itération rapide qu'offre l'impression 3D SLS en interne.
La série Fuse de Formlabs est le premier système d'impression 3D par fusion sur lit de poudre de qualité industrielle qui offre une liberté de conception totale et un flux de travail simple à un coût abordable pour produire des pièces performantes en polypropylène véritable. Pour la première fois, les entreprises peuvent prendre le contrôle de l'ensemble du processus de conception et de production avec un seul et même matériau. Elles protègent également leur chaîne d'approvisionnement, car elles sont désormais capables d'imprimer des pièces de rechange en polypropylène. Ajouter à la série Fuse de nouveaux matériaux couramment utilisés dans le secteur est le meilleur moyen de favoriser l'innovation et d'encourager de nouveaux flux de travail dans toutes les disciplines.
Grâce à son allongement à la rupture élevé, Polypropylene Powder permet de créer des pièces d'utilisation finale très performantes présentant une résistance élevée à une large gamme de produits chimiques, une bonne résistance à la traction et une faible absorption de l'humidité. Ces propriétés font de ce matériau le choix idéal pour la fabrication de pièces durables destinées à une utilisation finale dans des domaines d'application exigeants, où une ductilité et une légèreté élevées sont nécessaires.
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Propriétés mécaniques de Polypropylene Powder imprimée en 3D
| Polypropylene Powder | Nylon 11 Powder | Nylon 12 Powder | |
|---|---|---|---|
| Résistance à la rupture par traction (MPa) | 29 | 49 | 50 |
| Module de traction (MPa) | 1640 | 1600 | 1850 |
| Allongement à la rupture (%) | 34 | 40 | 11 |
| Module de flexion (MPa) | 1327 | 1400 | 1600 |
| Température de fléchissement sous charge @ 0,45 MPa (°C) | 113 | 182 | 171 |
| Densité de frittage (g/cm3) | 0.89 | 1,03 | 0,99 |
| Taux de renouvellement | 50 % | 30 % | 30 % |
| Atmosphère inerte d'azote nécessaire ? | Non | Oui | Non |
Détermination du coût par pièce de Polypropylene Powder
Le coût par pièce pour les pièces imprimées en 3D par SLS est une équation à plusieurs variables qui peut prendre en compte le coût de la poudre, le temps d'impression, la densité d'agencement et le taux de renouvellement. Il s'agit du rapport entre la poudre neuve et la poudre usagée nécessaire pour une nouvelle impression.
Pour imprimer de la manière la plus rentable possible et utiliser toute la poudre, la chambre de fabrication doit être remplie aussi densément que possible, l'objectif étant d'équilibrer la densité d'agencement et le taux de renouvellement. Avec une densité d'agencement de 30 %, la poudre non frittée (70 % du volume d'impression) peut être réutilisée lors de l'impression suivante, qui nécessitera 30 % de poudre neuve et 70 % de poudre recyclée.
Polypropylene Powder possède un taux de renouvellement de 50 %. Cela signifie que pour chaque nouvelle impression, il convient d'utiliser pour moitié de la poudre neuve et pour moitié de la poudre recyclée, ce qui constitue une proportion de poudre neuve légèrement plus élevée que pour les autres poudres SLS de Formlabs. Cependant, sa densité de frittage est nettement inférieure, et son coût par kilogramme est moins élevé. Ainsi, les pièces en polypropylène nécessitent moins de poudre que les pièces de même volume en Nylon 12 Powder. La poudre achetée permet donc de produire davantage de pièces imprimées, et le matériau est également moins cher.
Malgré son taux de renouvellement plus élevé, Polypropylene Powder offre une solution rentable pour les utilisateurs qui cherchent à combiner les avantages d'un matériau standard avec la liberté de conception, l'agilité et la rapidité de l'impression 3D. En outre, les utilisateurs peuvent ajuster leur taux de renouvellement pour optimiser la qualité des pièces et la finition de surface (taux de renouvellement plus élevé) ou le coût par pièce (taux de renouvellement plus faible).
Quelles sont les performances des pièces en polypropylène imprimées avec la série Fuse ?
Le plastique polypropylène est le deuxième plastique le plus utilisé dans notre vie quotidienne. Il est utilisé pour un large éventail d'applications, de l'emballage des biens de consommation aux composants automobiles, en passant par les équipements sportifs, les appareils électroménagers et bien d'autres encore. Avec la Fuse 1+ 30W, Polypropylene Powder crée des pièces qui combinent les propriétés bien connues de ce polymère populaire avec la liberté de conception et l'accessibilité de l'impression 3D SLS.
Prototypage rapide
La légèreté, la faible absorption d'humidité et la ductilité de Polypropylene Powder en font un matériau idéal pour imprimer directement ce prototype de bouchon de bouteille et sa lanière.
Prototyper en interne cette bouteille de shampoing à résistance adaptative pour les zones rigides et flexibles devient un jeu d'enfant avec la technologie SLS et Polypropylene Powder.
Polypropylene Powder simplifie l'itération de différentes géométries, ce qui permet de tester facilement les paramètres des pales de ventilateur pour ce composant de climatisation.
L'imprimante Fuse 1+ 30W et Polypropylene Powder permettent aux concepteurs de produits et aux ingénieurs de concevoir, de tester et d'élaborer en interne avec le même matériau que celui qu'ils utiliseront pour leur produit final. Comme il n'est plus nécessaire de sous-traiter à des prestataires de services, le temps de développement passe de plusieurs semaines à 24 heures ou moins, tandis que l'augmentation de la vitesse d'itération permet d'optimiser le produit plus rapidement.
La faible densité de frittage de Polypropylene Powder signifie que les concepteurs peuvent créer des prototypes en tenant compte des mêmes considérations de poids que le produit final. Polypropylene Powder est également étanche à l'eau sans nécessiter de post-traitement supplémentaire. Cela permet de réaliser facilement des prototypes de récipients, de raccords, de tuyaux et d'autres éléments destinés à contenir ou à transporter des liquides sans avoir à recourir à des opérations supplémentaires de lissage ou de peinture.
Polypropylene Powder donne accès à une toute nouvelle classe de produits pour l'impression 3D SLS et le prototypage rapide en se basant sur le même système éprouvé qui a fait de la série Fuse le système SLS le plus vendu au monde.
Aides à la fabrication et outillage
Les aides à la fabrication s'inscrivent dans la volonté d'adapter les besoins de processus individuels et en constante évolution à des machines standardisées. Comme le flux de travail évolue avec chaque nouveau produit, les aides ne sont utilisés que pendant une courte période ou sont des pièces totalement uniques. Ils représentent le cas d'application idéal pour l'impression 3D et, grâce à l'écosystème SLS de Formlabs, il est possible de produire de manière rentable des outils pour des environnements industriels exigeants, même en quantités minimales. Les pièces peuvent même être soudées à d'autres pièces en polypropylène, ce qui élargit les possibilités d'assemblages fonctionnels ou d'ajouts à des machines existantes et à des aides à la fabrication.
Polypropylene Powder élargit les possibilités des aides à la fabrication dans divers domaines. Son excellente résistance aux produits chimiques et ses propriétés d'étanchéité en font un produit idéal pour les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et des dispositifs médicaux, où les liquides et les produits chimiques sont souvent présents dans les processus de production. Les pièces fabriquées avec Polypropylene Powder sont extrêmement ductiles et peuvent supporter des pliages et des flexions répétés, ce qui les rend idéales pour un outillage solide et durable.
Pièces d'utilisation finale
Les procédés conventionnels permettant de fabriquer en masse des pièces en polypropylène sont fiables, rentables et facilement disponibles. Alors pourquoi imprimer en 3D des produits finaux en Polypropylene Powder ?
La possibilité d'imprimer en 3D SLS du polypropylène en interne aide les fabricants à :
- Tester de nouveaux produits sans devoir investir dans un outillage métallique coûteux
- Élargir leurs capacités de personnalisation
- Produire de petites séries de pièces en polypropylène de manière rentable
- Contrôler leur chaîne d'approvisionnement
- Se prémunir contre les pénuries de matériaux ou les changements de fournisseurs
- Liberté de conception : les structures en treillis et les formes complexes sont faciles à imprimer en 3D, et les concepteurs peuvent complètement réimaginer l'aspect, la sensation et le comportement de leurs produits.
Bien que la chaîne d'approvisionnement soit différente pour l'impression 3D SLS, le matériau reste le même. Avec des pièces en Polypropylene Powder imprimées sur la série Fuse, pas besoin de transiger sur les performances : les pièces sont en véritable polypropylène, mais sont tout simplement fabriquées en interne en quelques jours seulement au lieu d'être sous-traitées pendant des semaines.
L'impression 3D SLS de dispositifs médicaux à usage final, tels que cette attelle ergonomique de pouce et ces semelles orthopédiques, tire parti de la grande ductilité et de la faible absorption d'humidité de Polypropylene Powder.
Pour les dispositifs médicaux, le polypropylène est déjà un matériau bien connu et fiable : le fait de pouvoir l'imprimer en 3D par SLS en toute confiance peut donner accès à de nouvelles catégories de produits et à de nouvelles possibilités de personnalisation pour les entreprises de dispositifs médicaux. Pour les dispositifs sûrs pour la peau* tels que les objets de technologie portable, Polypropylene Powder offre une excellente solution pour le prototypage et la production de petites séries.
*La certification de biocompatibilité pour Polypropylene Powder est toujours en cours au moment de l'annonce du produit. Une fois le matériau certifié, il devrait permettre de multiplier les possibilités d'essais et de production de dispositifs médicaux.
Comment imprimer en 3D avec Polypropylene Powder
Polypropylene Powder s'intègre facilement dans le flux de travail SLS de la Fuse 1+ 30W. Grâce à une chambre de fabrication spécialement conçue à cet effet et au Fuse Depowdering Kit pour le retrait des pièces, il est possible de passer à un nouveau matériau pour l'écosystème Fuse en moins d'une heure.
Polypropylene Powder est imprimée à l'air ambiant dans l'imprimante de la série Fuse, ce qui rend plus facile que jamais la création de pièces hautement ductiles avec l'impression 3D SLS.
L'écosystème de la série Fuse, composé de la Fuse 1+ 30W, de la Fuse Sift et de la Fuse Blast, facilite le changement de matériaux pour les utilisateurs qui souhaitent essayer une nouvelle poudre SLS : une caractéristique unique parmi les imprimantes 3D à fusion sur lit de poudre.
Grâce à sa faible densité, ce matériau permet de produire plus de pièces par kilogramme, grâce à un processus de travail efficace permettant d'obtenir des pièces imprimées rentables et souples. L'aspect des pièces peut être encore amélioré par un post-traitement dans la Fuse Blast, la machine de sablage automatisée de Formlabs qui permet d'obtenir des pièces propres au toucher avec une finition de surface professionnelle. Ensemble, la Fuse 1+ 30W, la Fuse Sift et la Fuse Blast complètent le flux de travail SLS pour un prix abordable.
Un matériau bien connu et un flux de travail SLS éprouvé
Polypropylene Powder rend l'une des matières plastiques les plus utilisées au monde disponible pour vos processus internes, ce qui vous permet de dire adieu aux longs délais de livraison, aux coûts d'outillage élevés et à la nécessité de produire des quantités prévisibles.
Qu'il s'agisse de prototypes pouvant être testés dans l'environnement auquel ils sont destinés ou de petites séries de produits finaux fabriqués de manière rentable, l'écosystème de la série Fuse et cette nouvelle poudre aident les concepteurs, les ingénieurs et les fabricants à prendre le contrôle de leurs cycles de développement et de production.
Regardez notre webinaire pour en savoir plus sur l'impression 3D avec du polypropylène (PP). Pour tester sa résistance chimique, son allongement à la rupture, sa faible densité ou pour voir le véritable polypropylène par vous-même, commandez un échantillon gratuit imprimé en 3D.
