Imprimantes 3D PEEK et ULTEM 2021 : guide et sélection d’imprimantes
Aniwaa aide les professionnels à rechercher, évaluer et acheter des solutions de fabrication additive et de capture 3D.
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 2021 : notre sélection
Marque | Produit | Taille d’impression | Extrudeur temp. | Plateau temp. | Chambre temp. | Pays | Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3DGence | INDUSTRY F420 | 380 × 380 × 420 mm | 500°C | 180°C | 180°C | Poland | 50 000 € | Obtenir un devis |
| 3ntr | Spectral 30 | 300 × 300 × 300 mm | 500°C | 300°C | 250°C | Italy | 93 776 € | Obtenir un devis |
| Apium | P220 | 220 × 175 × 160 mm | 540°C | 160°C | 180°C | Germany | 25 000 € | Obtenir un devis |
| miniFactory | Ultra | 330 × 180 × 180 mm | 480°C | 250°C | 250°C | Finland | 54 000 € | Obtenir un devis |
| Roboze | ARGO 350 | 350 × 300 × 300 mm | 450°C | 180°C | 180°C | Italy | 195 000 € | Obtenir un devis |
| Stratasys | Fortus 450mc | 406 × 355 × 406 mm | 450°C | 350°C | 350°C | United States | 116 000 € | Obtenir un devis |
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
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
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
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
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 2021 : aperçu de notre sélection
| Pays | Poland |
| Volume | 380 × 380 × 420 mm |
| Extrudeur temp. | 500°C |
| Chambre temp. | 180°C |
| Plateau temp. | 180°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 50 000 € |
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.
| Pays | Italy |
| Volume | 300 × 300 × 300 mm |
| Extrudeur temp. | 500°C |
| Chambre temp. | 250°C |
| Plateau temp. | 300°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 93 776 € |
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.
| Pays | Germany |
| Volume | 220 × 175 × 160 mm |
| Extrudeur temp. | 540°C |
| Chambre temp. | 180°C |
| Plateau temp. | 160°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 25 000 € |
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.
| Pays | Finland |
| Volume | 330 × 180 × 180 mm |
| Extrudeur temp. | 480°C |
| Chambre temp. | 250°C |
| Plateau temp. | 250°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 54 000 € |
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.
| Pays | Italy |
| Volume | 350 × 300 × 300 mm |
| Extrudeur temp. | 450°C |
| Chambre temp. | 180°C |
| Plateau temp. | 180°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 195 000 € |
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.
| Pays | United States |
| Volume | 406 × 355 × 406 mm |
| Extrudeur temp. | 450°C |
| Chambre temp. | 350°C |
| Plateau temp. | 350°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 116 000 € |
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.
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.
| Pays | United States |
| Volume | 457 × 457 × 813 mm |
| Extrudeur temp. | 475°C |
| Chambre temp. | 225°C |
| Plateau temp. | 225°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 125 000 € |
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.
| Pays | Canada |
| Volume | 454 × 454 × 640 mm |
| Extrudeur temp. | 470°C |
| Chambre temp. | 120°C |
| Plateau temp. | 200°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 50 000 € |
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.
| Pays | Poland |
| Volume | 500 × 500 × 575 mm |
| Extrudeur temp. | °C |
| Chambre temp. | 70°C |
| Plateau temp. | 150°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 32 000 € |
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.
| Pays | United States |
| Volume | 740 × 510 × 650 mm |
| Extrudeur temp. | 600°C |
| Chambre temp. | 110°C |
| Plateau temp. | 200°C |
| Prix
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| 129 000 € |
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.
| Pays | China |
| Volume | 305 × 305 × 406 mm |
| Extrudeur temp. | 500°C |
| Chambre temp. | 90°C |
| Plateau temp. | 160°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 20 000 € |
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 FUNMAT PRO 610 HT.
| Pays | Germany |
| Volume | 450 × 450 × 350 mm |
| Extrudeur temp. | 450°C |
| Chambre temp. | 260°C |
| Plateau temp. | 270°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 190 000 € |
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.
| Pays | Poland |
| Volume | 400 × 300 × 300 mm |
| Extrudeur temp. | °C |
| Chambre temp. | 200°C |
| Plateau temp. | °C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 50 000 € |
Zortrax ont annoncé l’arrivée de la Endureal, imprimante censée imprimer du PEEK, fin 2019. Elle est commercialisée depuis début 2021.
| Pays | Italy |
| Volume | ⌀ 400 x 700 mm |
| Extrudeur temp. | 500°C |
| Chambre temp. | 300°C |
| Plateau temp. | 300°C |
| Prix
Prix indicatifs basés sur les données publiques et/ou fournies par nos partenaires. Ces prix peuvent évoluer dans le temps et excluent les produits et services supplémentaires (installation, formation, accessoires, taxes, …).
| 48 000 € |
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.
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 :
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.
Plus d’informations sur le PEEK dans la vidéo ci-dessous :
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.
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).
FAQ
L’ULTEM®, une marque de PEI (Polyetherimide) est un type de thermoplastique d’ingénierie utilisé pour des applications professionnelles et industrielles.
Les professionnels et industriels utilisent le PEI et le PEEK pour produire des pièces ou prototypes de haute performance très résistantes.
PEEK est l’acronyme de Polyetheretherketone. C’est un matériau très résistant, notamment aux produits chimiques, aux températures extrêmes, etc.