Les résines Tough de nouvelle génération de Formlabs rivalisent avec les thermoplastiques

Les thermoplastiques sont solides, souples, résilients, résistants aux UV et durables - une combinaison de propriétés qui en font par défaut les matériaux idéaux pour la production industrielle. Les résines destinées à l'impression 3D n'ont pas pu rivaliser avec ces propriétés supérieures - jusqu'à aujourd'hui.

Voici les résines Tough de nouvelle génération de Formlabs, une gamme de nouveaux matériaux haute performance enfin capables de rivaliser avec les thermoplastiques. Les résines de la famille Tough sont nommées d'après le module de traction de chaque matériau, et présentent des propriétés mécaniques qui rivalisent avec le polyéthylène haute densité (PEHD), l'ABS et le polypropylène.

Les résines Tough 1000 Resin et Tough 2000 Resin reformulée rejoignent Tough 1500 Resin pour former la famille de résines Tough. Ces matériaux d'ingénierie robustes et résilients résistent aux environnements difficiles, aux chocs et à l'usure répétée, tout en offrant une finition de surface sombre et mate et une netteté des détails lorsqu'ils sont utilisés pour des impressions sur les imprimantes 3D de la série Form 4.

MatériauTough 1000 ResinTough 1500 ResinTough 2000 Resin
Caractéristique principaleMatériau le plus tenace et le plus ductile de la famille de résines ToughAssociation équilibrée de rigidité et de souplesseMatériau le plus résistant et le plus rigide de la famille de résines Tough
Thermoplastique comparablePEHD
Delrin (POM)
PolypropylèneABS
Applications recommandéesGabarits, fixations et pièces résistant aux chocs et prototypes compressibles
Assemblages à faible frottement, tels qu'engrenages et articulations sphériques
Pièces nécessitant une combinaison de rigidité et de ductilité pour créer des mécanismes flexibles tels que verrous, bras flexibles et amortisseurs
Attaches et boucles de fermeture, bossages de vis autotaraudeuses, charnières
Gabarits, fixations, coques de protection et pièces encliquetables robustes Pièces nécessitant une résistance aux températures élevées et au fluage

Avec les résines Tough de Formlabs, vous obtenez des gabarits et des fixations, et des pièces fonctionnelles dont l'esthétique et les propriétés mécaniques rivalisent avec celles des thermoplastiques.

Tough 1000 Resin : une résine qui rivalise avec le polyéthylène haute densité

Tough 1000 Resin est un matériau ductile et résistant aux chocs. Son allongement à la rupture de 180 % et sa résistance aux chocs de Gardner de 13,1 J dépassent les performances du PEHD, tandis que son pouvoir lubrifiant comparable à celui du Delrin (POM) se traduit par des surfaces qui glissent sans provoquer d'abrasion ou de rayures.

Tough 1000 Resin est conçue avec une résistance à l'usure exceptionnelle pour une ténacité et une ductilité à long terme qui la rendent idéale pour les gabarits, les fixations, les assemblages en mouvement et les parties fonctionnelles qui subissent des contraintes et une usure répétées.

Les utilisateurs de la résine Durable Resin de Formlabs constateront que Tough 1000 Resin offre une meilleure résistance à la température, au vieillissement et au fluage. En outre, les pièces résistent à la déformation et à l'affaissement pendant la post-polymérisation, pour des pièces aux dimensions précises.

« Les produits finis que nous proposons doivent pouvoir supporter nos tests de résistance extrême effectués à des températures très basses. Ces pièces doivent pouvoir résister à des conditions d'utilisation difficiles, et Tough 1000 Resin s'avère à la hauteur. »

Adam Warren, dessinateur et concepteur mécanique, Cool Machines

RésineDurable ResinTough 1000 ResinPEHD, feuille extrudée, McMaster-Carr
Résistance à la rupture par traction28 MPa26,3 MPa30 MPa
Module de traction1000 MPa932 MPa1000 MPa
Allongement à la rupture55 %180 %100 %
Résistance aux chocs Gardner à 0,8 mm4,1 J13,1 J5,4 J
Travail de rupture690 J/m23200 J/m2Non testé. D'après la littérature, ~5000-6000 J/m2
Température de fléchissement sous charge à 0,45 MPa41 °C55,3 °CNon testé. D'après la littérature, ~70-90 °C

Tirez parti de la technologie des imprimantes de la série Form 4 pour imprimer des pièces prêtes pour la production, avec une finition mate et lisse et une couleur gris foncé qui rehausse les détails, pour des pièces aussi esthétiques que performantes.

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Tough 1000 Resin est un matériau ductile et résistant aux impacts, dont la résistance, la rigidité et la ténacité sont comparables à celles du polyéthylène haute densité (PEHD). Il a été conçu pour offrir une résistance exceptionnelle à l’usure et à la fatigue afin d'assurer une ténacité et une utilisabilité à long terme.

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Réduction des coûts et renforcement de la résilience de la chaîne d'approvisionnement chez Cool Machines

Cool Machines dans l'Ohio est un fabricant d'appareils et de technologies d'isolation. Pour Andy Schulte, directeur de l'exploitation, la résilience de la chaîne d'approvisionnement et les économies de coûts sont essentielles. Grâce à la Form 4 et à Tough 1000 Resin, Cool Machines développe et produit des pièces d'utilisation finale capables de résister aux températures de congélation, aux chocs et à des pressions pouvant atteindre 600 psi.

La buse de pulvérisation murale est utilisée pour pulvériser de l'isolant dans des cavités murales ouvertes avant la pose des cloisons sèches. En raison de sa géométrie interne complexe, il est impossible de produire cette pièce sans avoir recours à l'impression 3D.

L'une des principales exigences relatives à la buse de pulvérisation murale était la capacité de résister à la pression de l'isolant. Warren a effectué des essais internes qui ont montré que les pièces filetées de 1/4" NPT résistent à des pressions pouvant atteindre 900 psi. Il a également effectué des essais de congélation, de chute et d'impact. L'étape suivante est celle des essais sur le terrain. Si la buse de pulvérisation murale survit, Cool Machines la produira de la même manière qu'elle l'a prototypée : par impression 3D sur la Form 4 avec Tough 1000 Resin.

Tough 2000 Resin : une résine qui rivalise avec les performances de l'ABS

La nouvelle Tough 2000 Resin est un matériau robuste dont la résistance et la rigidité sont comparables à celles de l'ABS. En associant ténacité et résistance aux températures élevées et au fluage, imprimez en 3D des assemblages par encliquetage qui supportent des flexions répétées, des pièces robustes qui survivent aux chocs et des composants structurels.

Tough 2000 Resin affiche une déformation de fluage de seulement 1,3 % sous une charge de 4 MPa après deux semaines, ce qui la rend idéale pour les pièces qui doivent résister à la déformation à long terme, et sa température de fléchissement sous charge (TFC) de 70 °C à 0,45 MPa garantit des performances fiables à des températures élevées, pour des pièces fonctionnelles qui conservent leur forme lorsque d'autres plastiques se déforment.

« La nouvelle Tough 2000 Resin présente des caractéristiques beaucoup plus pointues que la génération précédente. La différence était visible dès la sortie de l'imprimante. »

Kyle Garvin, concepteur mécanique principal, Research International

La formule actualisée de Tough 2000 Resin a été conçue pour tirer parti de la technologie des imprimantes 3D de la série Form 4. Ses propriétés mécaniques améliorées sont notamment une ténacité à la rupture trois fois supérieure à celle de la génération précédente, ainsi qu'une meilleure résistance aux rayures et une finition de surface sombre et mate.

Deux pièces. Celle de gauche est de couleur gris moyen et celle de droite a un gris plus foncé avec une finition plus fine.

La Tough 2000 Resin originale à gauche et la nouvelle formule à droite. D'après Dustin Hecocks, président de Tru-North Design, « Après la finition, le produit final est nettement amélioré sur le plan visuel. Le noir est tout simplement génial. »

RésineTough 2000 Resin V1Tough 2000 Resin V2ABS, feuille extrudée, McMaster-Carr
Résistance à la rupture par traction46 MPa40,4 MPa39 MPa
Module de traction2100 MPa1800 MPa1800 MPa
Allongement à la rupture44 %79 %8 %
Résistance aux chocs Gardner à 0,8 mm1,1 J1,6 J2,3 J
Travail de rupture115 J/m2305 J/m22060 J/m2
Température de fléchissement sous charge à 0,45 MPa59 °C70 °CNon testé. D'après la littérature, 100 °C

La résine Tough 2000 Resin de nouvelle génération rivalise avec les performances de l'ABS pour un matériau qui excelle dans les applications robustes.

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Tough 2000 Resin V2 est un matériau robuste, dont la solidité et la rigidité sont comparables à celles de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), et qui combine ténacité et résistance élevée à la température et au fluage.

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Tough 1500 Resin pour les environnements les plus exigeants

La résine Tough 1500 Resin est le premier matériau de la famille de résines Tough de nouvelle génération. Ce matériau résilient, dont la résistance, la rigidité et la ténacité sont comparables à celles du polypropylène (PP), offre une résistance exceptionnelle aux fractures, aux chocs et aux éclats.

Tough 1500 Resin présente une ténacité à la rupture 10 fois supérieure à celle de la version précédente, de sorte que les pièces résistent au perçage et au taraudage, avec une résistance aux chocs Gardner 3 fois supérieure pour des parois fines qui ne volent pas en éclats. Les valeurs extrêmement élevées de son allongement à la rupture (155 %) et de sa résistance à la flexion de Ross (8 000 cycles) en font un matériau idéal pour des pièces telles que celles des assemblages par encliquetage et des mécanismes flexibles.

Lorsque la résine Tough 1500 Resin a été testée selon la norme de vieillissement accéléré en intérieur ASTM D4459, il a été constaté que sa température de fléchissement sous charge (TFC) était de 66 °C et son allongement à la rupture (EAB)* de -30,4 % après 400 heures, soit la plus haute résistance à la température et aux UV de tous les matériaux SLA à flexibilité élevée.

RésineTough 1500 Resin V1Tough 1500 Resin V2Polypropylène (extrudé)
Résistance à la rupture par traction30 MPa34 MPa29,2 MPa
Module de traction1260 MPa1460 MPa1600 MPa
Allongement à la rupture64 %155 %125 %
Résistance aux chocs Gardner à 0,8 mm2,5 J5,0 J2,7 J
Travail de rupture102 J/m21011 J/m2~2000 J/m2
Température de fléchissement sous charge à 0,45 MPa45 °C66 °CNon testé

Depuis sa sortie, la nouvelle Tough 1500 Resin a été utilisée pour imprimer des pièces résistantes aux environnements marins difficiles, des pièces de protection de motocross électriques pour des courses de 120 miles et des prototypes performants.

Protège-fourche de motocross

Société : Sirris

« Tough 1500 Resin présente le bon équilibre entre résistance aux chocs et flexibilité, ce qui la rend suffisamment durable pour une utilisation dans le monde réel. »

Jon Howard, cofondateur et responsable des opérations, Sirris

Pièces finales et éléments de moules

Société : Viking Yachts

« Je fabrique des pièces sur mesure uniques qui ont l'air d'avoir été moulées par injection – c'est la touche supplémentaire de Viking, quelque chose dont on peut être fier. »

Winston Zeberlein, ingénieur en fabrication avancée, Viking Yachts

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Une boîte de rangement noire et grise
Prototypes

Société : UbeCube

« La grande majorité de nos produits sont en polypropylène, et Tough 1500 Resin l'imite parfaitement. »

Isaiah Tarwater, concepteur industriel, UbeCube

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Tough 1500 Resin V2 est un matériau résilient dont la résistance, la rigidité et la ténacité sont comparables à celles du polypropylène. Il offre une résistance exceptionnelle à la rupture et aux chocs.

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