Test des performances ignifuges de filaments 3D retardateurs de flamme par Raise3D

Le fabricant d’imprimantes 3D Raise3D a expérimenté l’inflammabilité de plusieurs familles de filaments 3D. Cette expérimentation a pour but de comparer les performances des propriétés ignifuges de 6 filaments afin de proposer des suggestions pratiques aux clients lors de la sélection de leurs matériaux 3D.  Parmi eux, le filament PolyMax™ PC-FR de Polymaker s’est particulièrement démarqué en tant que filament 3D retardateur de flamme.

Filaments 3D retardateurs de flamme et propriétés ignifuges.

Un filament 3D retardateur de flamme est un matériaux possédant des propriétés ignifuges. Cette caractéristique permet notamment de prévenir voire de ralentir le développement du feu sur une pièce imprimée en 3D. Le retardateur de flamme (FR : Flame Retardant) est un regroupement de produits chimiques ajouté au matériau lors de sa fabrication. Cet apprêt chimique de protection transforme la matière en une surface ininflammable ou peu sensible au feu.

Aujourd’hui, les fabricants de filaments 3D proposent de plus en plus ces matériaux ininflammables et résistants à la chaleur afin de garantir un produit de qualité et une utilisation sécurisée. Les filaments 3D retardateurs de flamme répondent à une norme d’inflammabilité : la norme UL 94 (Underwriters Laboratories). Cette certification consiste à faire passer une série de tests aux matériaux plastiques afin de déterminer l’inflammabilité et la combustion selon diverses sources (thermique, électrique etc.)

Quand utiliser un filament retardateur de flamme ?

La norme UL 94 ne concerne pas exclusivement les filaments 3D, elle s’applique également à toute la famille des plastiques. C’est pourquoi cette spécification est importante pour des applications professionnelles hautes performances. En effet, de nombreuses entreprises du secteur industriel nécessitent l’utilisation de matériaux résistants à la chaleur pour garantir une utilisation optimale et sécurisée.

C’est le cas des produits électroniques et de leurs composants plastiques. Les filaments 3D retardateurs de flamme peuvent généralement être utilisés dans tous les secteurs industriels utilisant des plastiques au contact de sources inflammables : chimique, électronique, automatique. Ils peuvent donc être utilisés pour la fabrication de pièces automobiles, aéronautique etc.

Méthode de test des performances ignifuges de filaments 3D retardateurs de flamme

Les tests ont été réalisés par un ingénieur technique de Raise3D, qui a décidé d’imiter la norme de test UL 94. Dans cette expérience, six types de catégories de filaments sont utilisés : PLA, ABS, ABS FR, ABS renforcé en fibre de carbone, PC FR, Nylon renforcé en fibre de carbone. Dnax cette vidéo, l’ingénieur enregistre l’état de l’échantillon après sa combustion avec son taux de déformation et son émission de smog.

PLA

Le test a révélé que le PLA standard se plie pendant le processus de flambage et n’est pas en mesure de s’éteindre rapidement. Les pièces imprimées en PLA ne sont donc pas adaptées à une utilisation haute température (jusqu’à 60°C).

ABS

L’ingénieur Raise3D a testé trois différents types d’ABS et chacun d’eux ont montré une différence flagrante. Lors du processus de combustion, l’ABS standard a produit une grande quantité de smog. L’ABS chargé en fibre de carbone a permis de stimuler l’extinction du spécimen. La réaction n’est en revanche pas aussi efficace que de l’ABS FR (Flame Retardant). Cet ABS n’a pas une longue durée de combustion mais émet un grand volume de smog tout en laissant un nombre important de résidus noirs sur l’échantillon.

Nylon

Pour réaliser le test avec du filament Nylon, l’ingénieur a manipulé le matériau avec précaution. Il est important de constater que même les spécimens renforcés en fibre de carbone permettent une extinction plus rapide qu’avec un PLA ou un ABS standard. En revanche, l’ingénieur a constaté un inconvénient majeur lors du processus de flambage du filament Nylon : des gouttes de particules de matériau pouvant enflammer le coton absorbant sec placé juste en dessous.  Cela peut entrainer un risque d’incendie important.

Polymaker PolyMax™ PC-FR

Lors du test du Polymaker PolyMax™ PC-FR, l’ingénieur a pu constater que ce filament 3D Polymaker surpassait de loin les autres spécimens de test. Le matériau s’est presque éteint instantanément. En effet, la combustion s’est arrêtée en 10 secondes et ne produit aucune goutte de particules.  

Le Polymaker PolyMax™ PC-FR est capable de ralentir l’intensité du feu voire arrêter sa propagation. Ce matériau est conforme au niveau V-0 (classement le plus élevé) de la norme d’inflammabilité des plastiques. De plus, lors de test en laboratoire, ce filament Polymaker a démontré une excellente ténacité et une bonne résistance thermique. Le Polymaker PolyMax™ PC-FR est donc un filament idéal pour des applications dans un environnement chaud. Il permet également de couvrir un large éventail d’applications allant de l’utilisation quotidienne à une application industrielle.