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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.
Nous avons mis à jour notre sélection principale (+ Roboze et Stratasys) ainsi que la section des mentions spéciales, en supprimant les produits obsolètes et en ajoutant les imprimantes récemment annoncées (+ Zortrax et WASP). Des informations supplémentaires ont été ajoutées tout au long du guide concernant la cristallisation, l’impression PEEK médicale et d’autres détails mineurs.

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/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.

Imprimantes 3D PEEK/ULTEM 2020 : notre sélection

Imprimante 3DVolume d'impressionExtrudeurPlateauChambrePaysPrix*Devis
3DGence Industry F420 380 x 380 x 420 mm500°C180°C180°CPologne/États-Unis50 000€Devis
3ntr Spectral 30300 x 300 x 300 mm500°C300°C250°CItalie110 000€Devis
Apium P220220 x 175 x 160 mm540°C160°C180°CAllemagne25 000€Devis
miniFactory Ultra 330 x 180 x 180 mm470°C250°C250°CFinlande54 000€Devis
Roboze ARGO 350350 x 300 x 300 mm450°C180°C180°CItalie195 000€Devis
Stratasys Fortus 450mc406 x 355 x 406 mm450°C350°C350°CÉtats-Unis225 000€Devis
Ce tableau représente notre sélection des meilleures imprimantes 3D haute température. Elles sont listées par ordre alphabétique.

*Prix : Ces prix indicatifs peuvent varier au fil du temps et/ou d'un pays à l'autre (taxes, frais d'expédition, ...). Contactez-nous pour plus d'informations.
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.).

Caractéristiques principales du PEEK

Avantages du PEEK

Le PEEK présente une bonne stabilité dimensionnelle et peut ainsi 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, donc stérilisable)
  • Résistance à la plupart des produits chimiques
  • Biocompatibilité
  • Poids léger

Inconvénients du PEEK

Le PEEK présente aussi quelques inconvénients.

  • Très difficile à imprimer
  • Prix élevé
  • Faible résistance à l’impact
  • Peu résistant aux UV
Bénéfices de PEEK Victrex

Les principaux avantages du PEEK.
Source : Victrex

PEKK (Poly Ether Ketone Ketone) : une bonne alternative au PEEK

Le PEKK et le PEEK font partie de la même famille de polymères, le PAEK (Poly Aryl Ether Ketone). Ces matériaux possèdent des propriétés similaires en termes de solidité et de résistance chimique, entre autres. Néanmoins, le PEKK est plus facile à imprimer en 3D.

En effet, il est possible pour les fabricants de filament d’ajuster le point de transition vitreuse du PEKK, et donc d’abaisser la température d’extrusion minimum requise pour l’imprimer.

Retrouvez plus d’explications dans cet article : PEEK vs PEKK.

Prérequis pour imprimer du PEEK/PEI

Extrudeur haute-température

Extrudeur haute-température

Le point de fusion pour les matériaux PEEK est de 343°C, ce qui implique qu’en théorie l’extrudeur doit pouvoir atteindre au moins cette température.

En pratique, les buses dédiées au PEEK peuvent atteindre au moins 450°C.

Lit d’impression chauffant

Lit d’impression chauffant

Pour imprimer du PEEK ou du PEI, un lit chauffant est obligatoire et celui-ci doit pouvoir atteindre au minimum 130°C.

Cela assure notamment une bonne adhésion au plateau d’impression.

Chambre fermée et chauffée

Chambre fermée et chauffée

Le PEEK est très susceptible aux déformations/gauchissements (« warping »).

Idéalement et surtout pour des impressions de grande taille, la chambre doit être chauffée à au moins 143°C, température de transition vitreuse (Tg) du PEEK.

Il est extrêmement important de contrôler ces températures et de les maintenir constantes, car les fluctuations peuvent facilement affecter la qualité d’impression (fragilité des pièces, adhésion entre les couches, gauchissement, etc.).

Afin que la crystallisation du PEEK se fasse au mieux – ou, pour faire simple, que les pièces imprimées soient le plus solide et stable possible – le matériau doit être refroidi graduellement.

Contrairement aux pièces en PLA que l’on peut retirer du plateau quasiment dès leur impression, il faut attendre plusieurs heures pour que la température d’une pièce PEEK ou ULTEM soit descendue à peu près à température ambiante. On évite ainsi de perturber le processus de crystallisation du matériau.

Certaines imprimantes 3D PEEK permettent de contrôler le taux de refroidissement de la chambre d’impression.

 

Meilleure imprimante 3D PEEK 2020 : aperçu de notre sélection

3DGence Industry F420

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 500°C
    • Plateau : 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
    • Plateau : 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

Apium P220

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 540°C
    • Plateau : 160°C
    • Chambre : 180°C
  • Volume d’impression : 220 x 175 x 160 mm
  • Prix : 25 000 €

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

miniFactory Ultra

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 470°C
    • Plateau : 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 produit 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

Roboze ARGO 350

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 450°C
    • Plateau : 180°C
    • Chambre : 180°C
  • Volume d’impression : 350 x 300 x 300 mm
  • Prix : 195 000 €

Devis

Roboze produit une gamme entière d’imprimantes 3D haute température pour PEEK et matériaux composites. Cette imprimante 3D utilise un système sans courroies (« beltless rack ») pour offrir plus de précision.

La ARGO 350 est équipée de détecteurs de filament, de deux chambres à filament indépendantes, et d’un système de chargement automatique des matériaux.

Plus d’informations : Roboze ARGO 350

Stratasys Fortus 450mc

  • Temperatures max. :
    • Extrudeur : 450°C
    • Plateau : 350°C
    • Chambre : 350°C
  • Volume d’impression : 406 x 355 x 406 mm
  • Prix : 225 000 €

Devis

Stratasys produit quelques-unes des meilleures imprimantes professionnelles et industrielles sur le marché, bien qu’il soit important de noter que leurs systèmes se limitent aux matériaux de marque Stratasys.

Le choix de matériaux pour la Fortus 450mc comprend l’ULTEM 1010 et l’ULTEM 9085, ainsi qu’une gamme de filaments à base d’ABS, PC, ST et PA. Stratasys présente la Fortus 450mc comme une machine fiable ne nécessitant pas de compétences ou connaissances particulières autour de l’impression 3D.

Plus d’informations : Stratasys Fortus 450mc

Mentions spéciales

Il existe d’autres marques fabricant des imprimantes 3D haute température 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.).

Toutefois, il faut garder à l’esprit que le PEEK n’est pas le matériau ultime qui convient à tous. Dans de nombreux cas, d’autres matériaux d’ingénierie ou des matériaux chargés fibres peuvent remplacer le PEEK. Le PEEK chargé en fibre de carbone (PEEK-CF), par exemple, est bien plus facile à imprimer, à moindre température, et produit des pièces très solides.

3DXTech Gearbox HT2

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 475°C
    • Plateau : 225°C
    • Chambre : 225°C
  • Volume d’impression : 457 x 457 x 813 mm
  • Prix : 125 000 €

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

AON 3D AON-M2 2020

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 470°C
    • Plateau : 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. Elle reste équipée de deux extrudeurs indépendants avec système de refroidissement liquide.

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

Omni3D Factory 2.0 NET

  • Températures max.:
    • Extrudeur : 500°C
    • Plateau : 130°C
    • Chambre : 70°C
  • Volume d’impression : 500 x 500 x 575 mm
  • Prix : 25 000 €

Devis

Omni3D gagne rapidement du terrain sur le marché des imprimantes professionnelles. Bien que la Factory 2.0 NET soit capable d’imprimer du PEEK, elle est surtout adaptée aux matériaux d’ingénierie plus classiques, avec lesquels elle offre des résultats fiables et de haute qualité.

Plus d’informations : Omni3D Factory 2.0 NET

Essentium HSE 180-S imprimante haute vitesse

Essentium HSE 180-S

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 500°C
    • Plateau : 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.

Plus d’informations : Essentium HSE 180-S

INTAMSYS FUNMAT PRO 410 PEEK abordable

INTAMSYS FUNMAT PRO 410

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 500°C
    • Plateau : 160°C
    • Chambre : 90°C
  • Volume d’impression : 305 x 305 x 406 mm
  • Prix : 25 000 €

Devis

Cette imprimante 3D PEEK abordable est dotée d’un double extrudeur, d’une chambre à filament chauffée, un grand volume d’impression, et un système de mise à niveau du plateau haute-précision.

INTAMSYS produit également des modèles industriels comme la toute dernière FUNMAT PRO 610 HT.

Plus d’informations : INTAMSYS FUNMAT PRO 410

GEWO3D PERFORMER 260 production PEEK industrielle

GEWO3D PERFORMER 260

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 450°C
    • Plateau : 270°C
    • Chambre : 260°C
  • Build volume: 450 x 450 x 350 mm
  • Price: 190 000 €

Devis

La PERFORMER 260 est une imprimante 3D PEEK industrielle pour séries de production, avec une capacité d’impression de 0.5 kg par heure. Elle est disponible avec soit deux ou quatre extrudeurs, et une chambre à filament est disponible en option.

Plus d’informations : GEWO3D PERFORMER 260

Imprimantes 3D PEEK à venir

Zortrax Endureal

  • Températures max.:
    • Extrudeur : –
    • Plateau : –
    • Chambre : 200°C
  • Volume d’impression : 300 x 400 x 300 mm
  • Prix : –

Devis

Zortrax ont annoncé l’arrivée de la Endureal, imprimante censée imprimer du PEEK, fin 2019. Peu de détails sont disponibles, mais elle devrait être commercialisée début 2021.

Plus d’informations: Zortrax Endureal

WASP Delta WASP 4070 TECH

  • Températures max. :
    • Extrudeur : 500°C
    • Plateau : 300°C
    • Chambre : 300°C
  • Volume d’impression : ⌀ 400 x 700 mm
  • Prix : 50 000 €

Devis

WASP est un fabricant italien spécialisé dans les imprimantes 3D delta pour amateurs et professionnels. Ils ont récemment annoncé la Delta WASP 4070 TECH, une imprimante 3D haute température avec chambre à filament chauffée et plateau d’impression à aspiration.

Plus d’informations : WASP Delta WASP 4070 TECH

Alternatives pour besoins spécifiques

L’impression 3D PEEK médicale

Le PEEK est un excellent candidat pour les applications médicales. Il est notamment utilisé pour les implants médicaux à long terme, car le PEEK de qualité médicale est biocompatible et très résistant. Avec des matériaux certifiés et des systèmes AM certifiés, il est possible de produire des pièces médicales certifiées.

Un autre avantage notable est que les implants PEEK, contrairement aux implants métalliques, n’interfèrent pas avec les scanners (IRM, CT, rayons X, …).

Les trois principaux fabricants d’imprimantes 3D PEEK sont Apium, VeraShape et Kumovis :

Contactez-nous pour plus d’informations

Rapport qualité-prix : imprimantes 3D PEEK abordables

Si vous avez un budget plus restreint, 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 techniquement capables d’imprimer du PEEK, mais sont plus adaptées aux matériaux d’ingénierie moins complexes.

Imprimantes 3D PEEK sur mesure

Quelques marques comme Tobeca ou Qualup 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. Cincinnati, BigRep, CEAD, Cosine Additive, etc.).

Nous connaissons le marché des imprimantes 3D PEEK sur le bout des doigts. Contactez-nous dès maintenant pour gagner du temps et recevoir des conseils d’experts basés sur votre projet et budget.

PEEK vs. ULTEM®

Le PEEK et l’ULTEM® (aussi appelé PEI) sont en grande partie similaires, à quelques différences près :

  • 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 : l’ULTEM® 9085 a reçu de nombreuses certifications de l’industrie aéronautique et est plus facile à imprimer.
  • Résistance à la chaleur : le PEEK peut résister de plus hautes températures que le PEI.

PEI et ULTEM® : quelles différences ?

L’ULTEM® est en réalité une marque de PEI produite par SABIC, une entreprise basée en Arabie Saoudite. La plupart des fabricants d’imprimantes 3D et des revendeurs de filaments utilisent l’appellation ULTEM® de SABIC, car il s’agit de la seule marque de PEI disponible sur le marché.

SABIC vend le PEI (l’ULTEM®) sous forme de résine ou de mousse. Les revendeurs le transforment ensuite en filaments, granulés, etc.

Comparing PEEK vs PEI.

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

Industries et cas d'usage du PEEK et de l'ULTEM

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.

ULTEM® est déjà utilisé dans l’industrie aérospatiale depuis plusieurs dizaines d’années et est largement certifié pour des applications connexes (éléments d’intérieur des avions, par exemple).

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. Sa résistance au feu fait également du PEEK un bon matériau isolant pour câbles et fils électriques.

Coût de l'impression 3D PEEK et ULTEM® (PEI)

Prix des imprimantes 3D PEEK et ULTEM®

La plupart des imprimantes 3D PEEK sont disponibles entre 20 000 € et 100 000 €.

Prix des filaments PEEK et ULTEM®

Prix 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 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).

PEEK 3D printer FAQ

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.


Sommaire

À propos de l'auteur

Ludivine Cherdo

Ludivine conçoit et implémente la stratégie de contenu d'Aniwaa, élaborant des guides détaillés basés sur ses connaissances approfondies en matière de fabrication additive. Elle réalise également des tests d'imprimantes 3D et se maintient au courant des dernières nouvelles et tendances de l'industrie. Après avoir grandi aux États-Unis puis vécu en Espagne, au Chili et au Cambodge, Ludivine est désormais basée en France.