Prusament PLA vs PETG vs ASA : Comparatif détaillé et tests des matériaux

Introduction

Le PLA, le PETG et l’ASA restent les trois matériaux d’impression 3D les plus utilisés malgré la gamme croissante de thermoplastiques disponibles. Chacun offre des avantages et des compromis distincts. Ce comparatif teste les filaments Prusament en termes d’imprimabilité, de propriétés mécaniques, de résistance aux chocs et de stabilité thermique pour vous aider à choisir le matériau adapté à votre projet.

Emballage et prix

Les trois matériaux Prusament sont livrés dans des boîtes en carton scellées avec des sacs en plastique refermables et des sachets déshydratants. Les bobines présentent des découpes hexagonales distinctives qui réduisent le poids et les coûts d’expédition tout en offrant des points d’ancrage pour les extrémités du filament. Chaque bobine inclut une date de fabrication, des paramètres d’impression et un code QR pour le suivi et les informations de contrôle qualité.

Le prix varie selon le matériau. Le PLA coûte 25 € par kilogramme, tandis que le PETG et l’ASA se vendent tous deux 30 € par bobine. Cependant, la bobine d’ASA ne contient que 850 g au lieu de 1 kg, car l’ASA a une densité inférieure de 15 %. Cela donne un prix au kilogramme de 35 € pour l’ASA. Calculé à la longueur, le PLA coûte 7,5 centimes par mètre, tandis que le PETG et l’ASA coûtent 9 centimes par mètre. Aux États-Unis, Prusament est disponible sur Amazon avec la livraison Prime gratuite.

Qualité d’impression et aspect

Les trois matériaux ont été imprimés avec succès sur une Original Prusa i3 Mk3s en utilisant les paramètres par défaut sans ajustement. Le PLA a été imprimé à 215 °C avec un ventilateur de refroidissement à 100 %, le PETG à 250 °C avec un ventilateur à 30-50 %, et l’ASA à 260 °C avec un ventilateur à 20 %.

Les surplombs ont été bien gérés jusqu’à 55° pour tous les matériaux, avec une dégradation commençant à 65°. L’ASA a notamment maintenu une bonne qualité à des angles plus raides. Le stringing et les petits détails étaient similaires, le PETG montrant un peu plus de fils sur les pointes fines. Le PLA a excellé sur les ponts, le PETG a été adéquat et l’ASA a montré le plus de difficultés.

Les modèles de test 3D Benchy étaient excellents pour les trois matériaux. Le PLA vert armée et le PETG noir profond présentaient des finitions brillantes, tandis que l’ASA orange produisait un aspect mat. Le PETG a montré un léger stringing et l’ASA a affiché un petit décalage dans la hauteur du sol, indiquant une plus grande contraction lors du refroidissement. Le détail de la cheminée de l’ASA, généralement difficile pour ce groupe de matériaux, s’est imprimé proprement grâce au ventilateur de refroidissement.

Résistance statique et adhérence des couches

Les tests mécaniques ont utilisé des échantillons de crochets personnalisés plutôt que des éprouvettes normalisées. Les crochets horizontaux (imprimés à plat) ont testé la résistance statique, tandis que les crochets verticaux (imprimés debout) ont évalué l’adhérence des couches.

Les résultats des crochets horizontaux ont montré une rupture du PLA à 73 kg avec une cassure soudaine après une déformation minimale. L’ASA a rompu à 57 kg avec un comportement fragile similaire. Le PETG était le plus faible à 55 kg mais a démontré une ductilité significative, s’étirant considérablement avant la rupture plutôt que de casser soudainement.

Le test des crochets verticaux a révélé des différences d’adhérence des couches. Les crochets en PLA ont rompu à une moyenne de 40 kg, soit 55 % de la résistance horizontale. Les crochets en PETG ont rompu à 25 kg, soit 46 % de la résistance horizontale. Les crochets en ASA ont rompu à seulement 17 kg, soit 29 % de la résistance horizontale. Cette faiblesse reflète la préférence de l’ASA pour une impression en enceinte fermée sans refroidissement. Lorsque l’ASA a été testé dans une enceinte à environ 30 °C, la charge de rupture a augmenté à 20 kg, soit une amélioration de 20 %. Des résultats idéaux nécessiteraient des températures d’enceinte plus élevées.

Comparaison de la rigidité

La rigidité mesure la résistance à la déformation, distincte de la résistance. Un test de flexion en 3 points avec des barres pleines a quantifié le module de flexion de chaque matériau.

Le PLA a démontré la rigidité la plus élevée à 3 300 MPa. L’ASA s’est classé deuxième à 2 300 MPa. Le PETG était le plus flexible à 1 900 MPa, atteignant seulement 70 % de la rigidité du PLA. Cette différence devient pertinente lors de la conception de pièces nécessitant de la rigidité.

Tests de résistance aux chocs

Le comportement aux chocs diffère de la résistance statique en raison des propriétés des matériaux dépendant de la vitesse de déformation. Des éprouvettes de choc IZOD entaillées ont été frappées par un marteau calibré, l’absorption d’énergie étant mesurée par la réduction de la hauteur de balancement du marteau.

Le PLA a absorbé environ 8 % de l’énergie cinétique du marteau, donnant une résistance aux chocs de 5 kJ/m². Le PETG a absorbé 14 %, soit 8,6 kJ/m². L’ASA s’est avéré nettement plus résistant, absorbant près de 30 % de l’énergie du marteau pour une résistance aux chocs de 18 kJ/m². Cela représente plus de trois fois la résistance aux chocs du PLA et plus de deux fois celle du PETG. Cette performance supérieure rend l’ASA précieux pour les applications soumises à des chocs, comme les châssis de drones.

Résistance thermique et performances

Les tests de température ont placé des échantillons chargés dans un four à convection avec un thermocouple pour mesurer les points de ramollissement et de rupture.

Le PLA a commencé à ramollir à 60 °C et a complètement échoué à 65 °C. Le PETG a ramolli à 80 °C et a échoué à 85 °C. L’ASA s’est avéré le plus stable thermiquement, ramollissant à 110 °C et échouant à 120 °C, ce qui le rend adapté aux applications proches des températures de l’eau bouillante.

Choisir le bon matériau

Aucun matériau n’excelle sur tous les critères. Le PLA reste le plus facile à imprimer avec une excellente résistance et rigidité, ce qui le rend adapté à la plupart des applications générales. Sa fragilité et sa faible résistance thermique limitent son utilisation dans des environnements soumis aux chocs ou à la chaleur.

Le PETG offre une ductilité et une ténacité améliorées par rapport au PLA tout en conservant une imprimabilité raisonnable. Cependant, sa rigidité plus faible et son amélioration modeste de la résistance aux chocs par rapport au PLA le rendent moins idéal pour les applications où le poids est critique. Il fonctionne correctement jusqu’à environ 80 °C.

L’ASA brille dans les applications exigeantes nécessitant une stabilité thermique, une résistance aux chocs et une résistance aux UV. Sa densité plus faible offre des avantages de poids par rapport au PLA avec des rapports résistance/poids comparables. Le compromis implique une adhérence des couches réduite sans impression en enceinte fermée et une odeur plus forte lors de l’impression.

Pour un châssis de quadricoptère, le PLA offre une résistance et une rigidité suffisantes. L’ASA devient attractif en raison de sa résistance aux chocs, de sa stabilité thermique et de sa densité plus faible, malgré la nécessité d’une configuration d’impression plus minutieuse. Le PETG fonctionne si le poids n’est pas critique mais qu’une ténacité et une stabilité thermique supplémentaires sont nécessaires.

Conclusion

Les filaments Prusament des trois familles de matériaux se sont imprimés de manière fiable avec une excellente qualité. Votre choix dépend de vos exigences spécifiques : la facilité d’impression et la rigidité favorisent le PLA, une ténacité et des performances thermiques améliorées favorisent le PETG, et les applications exigeantes avec des besoins en chocs et en thermique favorisent l’ASA. Tenez compte des exigences mécaniques et environnementales de votre application lors du choix entre ces trois matériaux éprouvés.