Imprimantes 3D PEEK et ULTEM 2020 : guide et sélection d’imprimantes

Les thermoplastiques PEEK et PEI sont de plus en plus utilisés dans de nombreux secteurs industriels, mais sont également très complexes à imprimer. Il faut impérativement disposer d’une imprimante 3D aux températures élevées et très contrôlées. Dans ce guide, nous proposons notre sélection experte des meilleures imprimantes 3D PEEK ainsi qu’un aperçu global du marché.

PEEK et ULTEM® (PEI) : matériaux haute-performance

 
Le PEEK et l’ULTEM® (PEI) sont dérivés du PAEK (polyaryletherketone), un thermoplastique semi-cristallin. Ces matériaux haute-performance offrent :

• une excellente solidité et force mécanique,
• une forte résistance aux hautes températures et aux produits chimiques,
• tout en étant des plastiques très légers.

Afin d’imprimer du filament PEEK ou ULTEM®, il faut utiliser une imprimante 3D spéciale avec chambre d’impression fermée et chauffée ainsi qu’un extrudeur et lit d’impression tous deux capables d’atteindre de hautes températures.

Quelle est la meilleure imprimante 3D PEEK et PEI ?

 
Tandis que le marché des imprimantes 3D PEEK était, il y a encore peu de temps, un marché de niche avec très peu d’acteurs, il existe aujourd’hui de nombreux fabricants affirmant que leurs imprimantes sont adaptées à l’impression 3D PEEK.

Cependant, il ne suffit pas de simplement disposer d’un extrudeur haute température et d’une chambre chauffée. Le PEEK et le PEI sont difficiles à imprimer, et de nombreux autres éléments contribuent à la bonne impression d’une pièce en PEEK.

Notre objectif ici est de sélectionner des imprimantes 3D PEEK se différenciant réellement des autres, et pas seulement concernant le matériel. Nous prenons également en compte la maturité du fabricant, les retours de nos divers partenaires, la disponibilité des machines et leur réseau de distribution, etc.

Bien entendu, cela ne signifie pas que ce sont les seules imprimantes 3D capables d’imprimer du PEEK, mais nous estimons qu’elles sont de qualité supérieure. Pour offrir une vision complète du marché, nous mentionnons toutefois quelques alternatives (marques émergentes et prometteuses, imprimantes 3D PEEK abordables ou sur mesure, …) dans des sections séparées.

Notre équipe travaille avec un grand nombre de fabricants et distributeurs dans le monde entier. Contactez-nous et recevez une recommandation personnalisée en fonction de votre projet et localisation.

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Note : Il existe plus de 60 imprimantes 3D soi-disant compatibles avec le PEEK, PEI et autres thermoplastiques haute performance. Notre liste est focalisée sur les imprimantes bien distribuées et disponibles.

Un doute sur quelle imprimante 3D haute température choisir ?
Contactez-nous.

Avantages du PEEK

Le PEEK est dimensionnellement stable. Ce matériau est capable de résister à d’importants écarts de températures, à l’humidité ou à d’autres conditions extrêmes.

• Température de fonctionnement jusqu’à 250°C-260°C
• Faible inflammabilité et faibles niveaux d’émissions toxiques lors de la combustion
• Grande solidité/résistance mécanique (voir l’article d’Engineering.com pour plus de détails techniques)
• Faible absorption de l’humidité (imperméabilité à l’eau et à la vapeur)
• Résistance à la plupart des produits chimiques
• Biocompatibilité
• Légèreté

Inconvénients du PEEK

Le PEEK présente aussi quelques inconvénients.

• Difficile à imprimer
• Prix très élevé
• Disponible en une seule couleur
• Faible résistance à l’impact
• Peu résistant aux UV

Les principaux avantages du PEEK. Source : Victrex

Il est extrêmement important de contrôler ces températures et de les maintenir constantes, car les fluctuations peuvent facilement affecter la qualité d’impression.

3DGence Industry F420

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 180°C
  • Chambre : 180°C
• Volume d’impression : 380 x 380 x 420 mm
• Prix : 50 000 €

Devis

La 3DGence Industry F420 est une version agrandie et améliorée de l’Industry F340, une imprimante 3D PEEK que nous avons déjà présentée dans notre classement PEEK auparavant.

Elle est capable d’atteindre des températures encore plus élevées, et est désormais dotée d’une chambre à filament pouvant stocker jusqu’à 4 bobines à une température de 50°C.

Plus d’informations : 3DGence Industry F420

3ntr Spectral 30

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 300°C
  • Chambre : 250°C
• Volume d’impression : 300 x 300 x 300 mm
• Prix : 100 000 €

Devis

Ce fabricant italien produit des imprimantes 3D haute température depuis plusieurs années, mais la Spectral 30 est leur premier modèle à être officiellement dédié au PEEK et au PEI.

Avec ses quatre extrudeurs à 500°C, son plateau d’impression à 300°C, une chambre d’impression chauffée à 250°C, et un compartiment à filament chauffant à 110°C, la Spectral 30 est difficilement égalable.

Plus d’informations : 3ntr Spectral 30

AON 3D AON-M2 2020

• Températures max. :
  • Extrudeur : 470°C
  • Lit d’impression : 200°C
  • Chambre : 135°C
• Volume d’impression : 454 x 454 x 640 mm
• Prix : 50 000 €

Devis

Deux ans après avoir lancé la AON-M2, AON 3D a lancé une version 2020. C’est la troisième génération de ce modèle d’imprimante 3D PEEK.

Cette version a reçu de nombreuses améliorations et mises à jour, rendant la M2 plus fiable que jamais. Elle reste équipée de deux extrudeurs indépendants avec système de refroidissement liquide.

Plus d’informations : AON 3D AON-M2 2020

Apium P220

• Températures max. :
  • Extrudeur : 540°C
  • Lit d’impression : 160°C
  • Chambre : 180°C
• Volume d’impression : 220 x 175 x 160 mm
• Prix : 30 000 €

Devis

Cette imprimante 3D allemande offre un plus petit volume d’impression que les autres imprimantes 3D PEEK de notre sélection, mais son système de chauffage adaptatif est une caractéristique difficile à trouver.

Le système, « Adaptive Heating System », permet de respecter des tolérances très strictes. La répétabilité fait ainsi partie des principaux avantages de la P220 d’Apium.

Plus d’informations : Apium P220

Essentium HSE 180-S

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 200°C
  • Chambre : 110°C
• Volume d’impression : 740 x 510 x 650 mm
• Prix : 70 000 €

Devis

HSE est l’acronyme de « High Speed Extrusion » (extrusion haute vitesse), et cette imprimante peut en effet imprimer à une vitesse impressionnante de 500 mm/s. La HSE 180-S est capable de chauffer son extrudeur à 500°C en seulement quelques secondes.

De plus, cette imprimante 3D PEEK offre un très grand volume d’impression.

Plus d’informations : Essentium HSE 180-S

miniFactory Ultra

• Températures max. :
  • Extrudeur : 470°C
  • Lit d’impression : 250°C
  • Chambre : 250°C
• Volume d’impression : 330 x 180 x 180 mm
• Prix : 54 000 €

Devis

Associée au système de surveillance AARNI de miniFactory, la Ultra est tout à fait capable de délivrer des pièces certifiées. La certification est un facteur important dans de nombreuses industries.

L’imprimante est également équipée d’un système de recuisson, permettant d’augmenter la qualité et la stabilité dimensionnelle des pièces produites. Sa chambre à filament prépare les matériaux pour impression en les chauffant à 120°C.

Plus d’informations : miniFactory Ultra

Il existe d’autres marques fabricant des imprimantes 3D PEEK et PEI de qualité. Nous ne les avons cependant pas incluses dans notre sélection pour diverses raisons (e.g. produit pas encore disponible, réseau de distribution limité, caractéristiques relativement éloignées du reste des imprimantes de la liste, etc.).

3DXTech Gearbox HT2

• Températures max. :
  • Extrudeur : 475°C
  • Lit d’impression : 200°C
  • Chambre : 120°C
• Volume d’impression : 457 x 457 x 813 mm
• Prix : 70 000 €

Devis

D’origine, 3DXTech est un fabricant de filaments. Ils ont lancé leur propre imprimante 3D, la Gearbox HT2, afin de proposer une solution capable d’imprimer tous leurs filaments propriétaires, incluant notamment le PEEK, le PEKK, et l’ULTEM.

Plus d’informations : 3DXTech Gearbox HT2

Cincinnati SAAM HT

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 250°C
  • Chambre : 110°C
• Volume d’impression : 200 x 190 x 240 mm
• Prix : 25 000 €

Devis

L’une des fonctionnalités les plus intéressantes de cette imprimante 3D est son système d’éjection automatique des impressions 3D.

Il s’agit d’impression 3D en continu sans besoin d’intervention manuelle.

Plus d’informations : Cincinnati SAAM HT

INTAMSYS FUNMAT PRO 610 HT

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 300°C
  • Chambre : 300°C
• Volume d’impression : 610 x 508 x 508 mm
• Prix : 110 000 €

Devis

INTAMSYS propose habituellement des imprimantes 3D PEEK plus abordables, mais ce modèle est destiné à une utilisation plus intensive.

Sa double buse peut chauffer jusqu’à 500°C, tandis que la chambre d’impression ainsi que le plateau peuvent tous deux chauffer jusqu’à 300°C.

Plus d’informations : INTAMSYS FUNMAT PRO 610 HT

Roboze One+ 400 Xtreme

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 180°C
  • Chambre : –
• Volume d’impression : 300 x 200 x 200 mm
• Prix : 70 000 €

Devis

Roboze produit des imprimantes 3D haute température pour les professionnels. Cette imprimante 3D utilise un système sans ceintures (« beltless rack ») pour offrir plus de précision.

Ses murs intérieurs sont thermo-réfléchissants, mais la chambre en soi n’est pas chauffée. Des chambres chauffées sont disponibles sur la série ARGO (à partir de 170K €).

Plus d’informations : Roboze One+ 400 Xtreme

Tractus3D T850P

• Températures max. :
  • Extrudeur : 450°C
  • Lit d’impression : 175°C
  • Chambre : 65°C
• Volume d’impression : 300 ø x 380 mm
• Prix : 15 000 €

Devis

Cette imprimante 3D néerlandaise possède un châssis solide en aluminium et polycarbonate, avec une architecture delta.

Sa taille compacte lui permet de tenir sur un bureau et d’intégrer tout type d’environnement professionnel.

Plus d’informations : Tractus3D T850P

L’impression 3D PEEK médicale

Le PEEK est un excellent matériau pour les cas d’usage médicaux car c’est un matériau biocompatible. On peut notamment imprimer des implants PEEK en 3D.

Les deux fabricants principaux dans l’impression 3D médicale de PEEK sont Apium et VeraShape.

Rapport qualité-prix : imprimantes 3D PEEK abordables

Si vous avez un budget plus restreint et êtes prêts à passer du temps sur votre imprimante 3D, il existe des options plus abordables. On les retrouve principalement chez des marques asiatiques, notamment IEMAI, CreatBot, ou encore INTAMSYS.

CreatBot, par exemple, a connu une forte ascension l’année dernière avec la sortie de plusieurs imprimantes 3D de qualité industrielle. Elles offrent un rapport qualité-prix plutôt bon et sont disponibles partout dans le monde.

Les imprimantes 3D PEEK dites « abordables » sont disponibles à partir d’environ 5 000 €. Elles sont capables d’imprimer du PEEK, mais la qualité des pièces produites peut s’avérer être plus ou moins aléatoire.

Imprimantes 3D PEEK sur mesure

Quelques marques comme Tobeca, Qualup (SpiderBot), et Hyrel 3D sont peu répandues mais offrent des solutions sur mesure intéressantes.

Leurs imprimantes 3D PEI/PEEK personnalisées peuvent s’adapter aux applications de recherche et développement, ou tout simplement aux cas où des tailles et composants spécifiques sont requis.

Pièces PEEK/PEI grand volume

Le « warping » est souvent un obstacle lorsque l’on imprime de grandes pièces en 3D. Ainsi, le risque est doublé lors de l’impression 3D de grandes pièces avec un thermoplastique aussi difficile que le PEEK.

Cela dit, certains fabricants spécialisés dans l’impression 3D grand volume disent pouvoir imprimer du PEEK (e.g. Stratasys, BigRep, CEAD, Cosine Additive, etc.).

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Le PEEK et l’ULTEM® (aussi appelé PEI) sont en grande partie similaires, mais présentent néanmoins des différences :

• Coût : l’ULTEM® est plus abordable que le PEEK.
• Résistance à l’impact : le PEI a une moindre résistance à l’impact que le PEEK.
• Résistance à la traction : le PEEK a une résistance aux déchirements plus forte que le PEI.
• Certifications : les filaments d’impression 3D compatibles avec l’ULTEM® ont reçu des certifications de l’industrie aéronautique.
• Résistance à la chaleur : le PEEK offre une meilleure résistance aux hautes températures que le PEI.

Comparaison de données entre les matériaux PEEK, PEI (l’ULTEM®), PC (Polycarbonate), Nylon et ABS.
Source : Aaron Louis Technology

L’impression 3D avec le PEEK et l’ULTEM® est surtout utile à la fabrication de prototypes solides et/ou de pièces finies pouvant être utilisées dans des environnements exigeants, dans des industries variées.

Certains fabricants présentent même le PEEK comme une alternative à l’impression 3D de pièces en métal.

Aéronautique, automobile et militaire

En raison de leur légèreté et de leur résistance, les pièces finies imprimées en 3D avec du PEEK et de l’ULTEM® sont donc de plus en plus utilisées dans les industries aéronautique, automobile et militaire.

Pétrole et gaz

Grâce à la résistance chimique et à l’imperméabilité du PEEK, les producteurs de matériel gazier et pétrolier peuvent l’utiliser pour imprimer en 3D des valves pneumatiques, ou d’autres pièces.

Médical

Le PEEK et le PEI sont bio-compatibles, et peuvent ainsi être utilisés pour créer des implants médicaux ou pour d’autres cas d’usage dans le secteur médical.

Semi-conducteurs

Grâce à l’intégrité électrique du PEEK, il est possible d’imprimer en 3D des cartes de circuits flexibles, ainsi que des isolants de câbles et fils électriques.

Une pièce aéronautique (aile d’avion) imprimée en 3D avec le PEEK Carbone de Roboze sur la ARGO 500. Source : Roboze

Prix des imprimantes 3D PEEK et ULTEM®

La plupart des imprimantes 3D PEEK sont disponibles entre 20 000 € et 100 000 €, atteignant parfois même les 250 000 €. Cela peut paraître élevé, mais ces systèmes professionnels intègrent de la technologie de pointe.

Cela dit, il existe quelques imprimantes 3D PEEK à moins de 10 000 €.

Prix des filaments PEEK et ULTEM®

Prix du filament PEEK

Le polyétheréthercétone (PEEK) est l’un des matériaux plastiques les plus chers du marché : son prix peut varier de 350 € à plus de 700 € le kilo (environ).

Prix du filament ULTEM®

Le PEI, ou ULTEM®, est une alternative moins chère que le matériau haute performance PEEK. Le prix au kilogramme peut varier entre 200 € et 550 € (environ).

Qu’est-ce que l’ULTEM® ?

L’ULTEM®, un marque de PEI (Polyetherimide) est un type de thermoplastique d’ingénierie utilisé pour des applications professionnelles et industrielles.

Pourquoi imprimer en PEI ou en PEEK ?

Les professionnels et industriels utilisent le PEI et le PEEK pour produire des pièces ou prototypes de haute performance, très résistantes.

Qu’est-ce le plastique PEEK?

PEEK est l’acronyme de Polyetheretherketone. C’est un matériau très résistant, notamment aux produits chimiques, aux températures extrêmes, etc.

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