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

Les imprimantes 3D PEEK sont de plus en plus demandées, mais cela reste un marché de niche. Dans cet article nous vous donnons un aperçu complet des machines disponibles pour imprimer avec du PEEK, du PEI et d’autres matériaux à haute performance comme le PEKK. Si vous avez besoin de renseignements complémentaires ou de conseils gratuits, contactez-nous via notre formulaire de demande de devis.

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Quelles sont les meilleures imprimantes 3D PEEK et ULTEM® ?

Le PEEK et l’ULTEM® (PEI) sont des matériaux haute performance se distinguant par une solidité et résistance élevées par rapport aux autres thermoplastiques. Ainsi, ces matériaux sont de plus en plus recherchés dans le domaine de l’ingénierie, entre autres. Ces matériaux solides sont dérivés du PAEK (polyaryletherketone), un thermoplastique semi-cristallin.

Pour imprimer du filament PEEK ou ULTEM®, il faut utiliser une imprimante 3D PEEK avec chambre fermée et chauffée ainsi qu’un extrudeur haute-température (au moins 350°C). Autre point, ces consommables coûtent cher en comparaison avec d’autres thermoplastiques comme le PLA ou l’ABS.

L’avantage d’imprimer avec du PEEK ou de l’ULTEM® : produire des pièces qui sont très solides et résistantes aux produits chimiques et aux températures extrêmes, tout en étant légères.

Il existe peu d’imprimantes 3D capables d’imprimer en 3D avec du PEEK ou du PEI. Nous avons donc compilé une liste compréhensive d’imprimantes 3D PEEK disponibles. Toutefois, notre sélection principale n’inclut pas les machines industrielles ou les imprimantes 3D PEEK « low-cost », que nous mentionnons vers la fin de cette page.

Le PEKK est également un plastique d’ingénierie très intéressant ; bien qu’il nécessite lui aussi un environnement hautement contrôlé, il peut être imprimé en 3D à des températures plus basses que le PEEK et le PEI (voir la section sur le PEKK).

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Nous n’avons pas testé toutes les imprimantes 3D de cette liste. Pour plus d’informations sur notre démarche, découvrez notre méthodologie.

 

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Le PEEK et le PEI (ULTEM®) sont des matériaux difficiles à imprimer en 3D. En effet, ils sont non seulement abrasifs, mais aussi très résistants à la chaleur. Ils requièrent donc certaines caractéristiques que, pour le moment, très peu d’imprimantes 3D présentent.

Extrudeur haute température

Le point de fusion pour les matériaux PEEK est de 343°C, ce qui implique que l’extrudeur doit pouvoir atteindre au moins cette température. Pour ce type de matériau haute performance, la buse doit également être métallique et résistante à l’abrasion.

Lit d’impression chauffant

Pour imprimer du PEEK ou du PEI, un lit chauffant est obligatoire et celui-ci doit pouvoir atteindre au minimum 120°C. Cela assure notamment une bonne adhérence au plateau d’impression.

Espace d’impression fermé et chauffé

Si la température ambiante n’est pas constante, le matériau peut rétrécir et se déformer. C’est pourquoi, pour obtenir une bonne stabilité dimensionnelle, l’environnement d’impression doit être fermé et chauffé. L’espace doit idéalement être chauffé à plus de 143°C, température de transition vitreuse du PEEK.

Cette caractéristique est peut-être l’une des plus difficiles à trouver, car sa mise en place s’avère complexe.

3DGence INDUSTRY F340

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 160°C
  • Chambre : 85°C
• Volume d’impression : 260 x 300 x 340 mm
• Prix : €20K – €25K

Devis

L’INDUSTRY F340, du fabricant polonais 3DGence, est une imprimante 3D haute température. Elle est dotée d’un double extrudeur, pour imprimer du PEEK avec du matériau de support soluble, ainsi qu’un lecteur NFC afin de détecter les matériaux utilisés.

Les têtes d’impression interchangeables permettent aussi d’imprimer d’autres matériaux intéressants comme le polycarbonate ou l’ASA, entre autres. Cette imprimante 3D PEEK est également équipée d’un système de filtration d’air et une chambre d’impression chauffée à 70°C.

Plus d’informations : 3DGence INDUSTRY F340

AON 3D AON-M2

• Températures max. :
  • Extrudeur : 470°C
  • Lit d’impression : 200°C
  • Chambre : 120°C
• Volume d’impression : 454 x 454 x 640 mm
• Prix : 40 000 €

Devis

L’AON-M2 est une imprimante 3D PEEK produite par AON3D, un fabricant canadien. Cette imprimante 3D haute performance possède un double extrudeur indépendant ainsi qu’un grand volume d’impression de 454 x 454 x 640 mm.

Les plateaux d’impression peuvent facilement être échangés pour relancer des impressions rapidement. L’imprimante AON 3D AON-M2 est équipée d’un système de refroidissement liquide pour ses moteurs et têtes d’impression.

Plus d’informations : AON 3D AON-M2

Apium P220

• Températures max. :
  • Extrudeur : 540°C
  • Lit d’impression : 160°C
  • Chambre : 180°C
• Volume d’impression : 220 x 175 x 150 mm
• Prix : 30K € – 40K €

Devis

L’Apium P220, du fabricant allemand Apium (anciennement Indmatec), est conçue pour traiter les polymères haute performance, les matériaux composites et les métaux. Cette imprimante 3D PEI et PEEK possède un circuit fermé, un logiciel intuitif, et un système de chauffage adaptatif.

Ce dernier, appelé « Adaptive Heating System », permet d’imprimer des matériaux en 3D sans impacter leurs propriétés thermiques et chimiques. La P220 est également capable de détecter le type de filament qu’elle imprime.

Plus d’informations : Apium P220

Cincinnati SAAM HT

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 250°C
  • Chambre : 110°C
• Volume d’impression : 200 × 190 × 240 mm
• Prix : 21 500 €

Devis

SAAM HT est l’acronyme de « Small Area Additive Manufacturing High Temperature » (fabrication additive petit volume, à haute température). Cette imprimante 3D a été développée spécialement pour les matériaux haute performance, y compris le PEEK et le PEI, mais aussi pour les matériaux composites comme les polymères renforcés à la fibre de carbone.

L’une des caractéristiques les plus intéressantes de cette imprimante est son système d’éjection automatique des pièces, pour de l’impression 3D en continu. La SAAM HT peut se lancer dans de nouvelles impressions sans besoin d’intervention de son utilisateur.

Plus d’informations : Cincinnati Incorporated SAAM HT

Dynamical Tools HT45

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 200°C
  • Chambre : 200°C
• Volume d’impression : 450 x 300 x 300 mm
• Prix : 49 900 €

Devis

Dynamical Tools, également connu sous le nom de Dynamical 3D, est un fabricant d’imprimantes 3D basé en Espagne. Leur HT45 est dédiée aux matériaux PEEK ainsi qu’aux filaments métalliques. Elle est dotée d’un système de refroidissement liquide, d’un grand écran tactile, et d’une caméra intégrée permettant de surveiller les impressions 3D à distance.

La Dynamical Tools HT45 est également équipée d’un détecteur de filament et se met automatiquement en pause lorsqu’elle détecte un manque de filament ou un souci quelconque avec l’extrudeur.

Plus d’informations : Dynamical Tools HT45

IEMAI Magic-HT-PRO

• Températures max. :
  • Extrudeur : 450°C
  • Lit d’impression : 170°C
  • Chambre : 120°C
• Volume d’impression : 310 x 310 x 480 mm
• Prix : 17 500 €

Devis

La Magic-HT-PRO offre un grand volume d’impression de 310 x 310 x 480 mm. Cette imprimante 3D IEMAI possède un double extrudeur détachable avec refroidissement liquide et un détecteur de filament. Elle est aussi équipée d’un compartiment à filament étanche pour stocker le matériau à l’abri de l’humidité.

IEMAI propose leurs propres filaments, mais la Magic-HT-PRO est compatible avec les filaments d’autres marques également.

Plus d’informations : IEMAI Magic-HT-PRO

INTAMSYS FUNMAT PRO 410

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 160°C
  • Chambre : 90°C
• Volume d’impression : 305 x 305 x 406 mm
• Prix : 25K € – 32K €

Devis

INTAMSYS est un fabricant chinois spécialisé dans la commercialisation d’imprimantes 3D haute température. La FUNMAT PRO 410 est la dernière version de la FUNMAT HT. Cette imprimante 3D PEEK nettoie ses deux buses (double extrusion) automatiquement pendant l’impression, et offre une fonction de mise à niveau automatique du lit d’impression.

Elle est également équipée d’un compartiment chauffé pour les bobines de matériau et d’un détecteur de filament.

Plus d’informations : INTAMSYS FUNMAT PRO 410

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 : 49 000 €

Devis

Cette imprimante 3D PEEK et ULTEM®, produite en Finlande, propose un volume d’impression de 330 x 180 x 180 mm pour son double extrudeur. L’Ultra offre une fonctionnalité très intéressante : un système de post-traitement intégré permettant de continuer de chauffer les pièces imprimées et ainsi d’améliorer leurs propriétés physiques.

La miniFactory Ultra est également dotée d’un système de calibration automatique et d’un filtre à air. Sa chambre d’impression peut aussi servir à réchauffer les bobines de filament pour mieux préparer les impressions.

Plus d’informations : miniFactory Ultra

Roboze One+400 Xtreme

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

Devis

Le fabricant italien Roboze est spécialisé dans l’impression haute température pour les professionnels. Leur One+400 Xtreme est basée sur la Roboze One+400, imprimante ayant déjà connu un fort succès. Cette imprimante 3D utilise un système sans ceintures (« beltless rack ») pour offrir plus de précision.

Roboze propose plusieurs matériaux haute performance propriétaires, y compris des filaments composites comme le Carbon PEEK (PEEK renforcé à la fibre de carbone).

Plus d’informations : Roboze One+400 Xtreme

Qualup Qu3 HT (SpiderBot)

• Températures max. :
  • Extrudeur : 500°C
  • Lit d’impression : 275°C
  • Chambre : 275°C
• Volume d’impression : 300 x 250 x 300 mm
• Prix : 34K € – 40K €

Devis

Qualup est l’entreprise derrière la gamme d’imprimantes 3D professionnelles SpiderBot. La Qu3 HT a été conçue spécifiquement pour le PEEK, le PEKK, et l’ULTEM. Il est possible de réchauffer les pièces une fois imprimées en 3D afin de les optimiser (recuits, crystallisation, etc.).

Plusieurs fonctionnalités existent en option, notamment une caméra thermique infrarouge ou un système d’extraction d’air. Plusieurs options de matériaux pour le plateau d’impression sont également disponibles, y compris PEI, PEEK, céramique, cuivre et aluminium.

Plus d’informations : Qualup Qu3 HT

Tractus3D T850P

• Températures max. :
  • Extrudeur : 450°C
  • Lit d’impression : 175°C
  • Chambre : 65°C
• Volume d’impression : 300 ø x 380 mm
• Prix : 12 900 €

Devis

Cette imprimante 3D néerlandaise présente une architecture delta avec un châssis solide fait d’aluminium et de polycarbonate. Son détecteur de filament détecte et alerte l’utilisateur lorsqu’il n’y a plus de matériau.

Elle est aussi dotée d’un écran couleur tactile pour offrir une expérience utilisateur intuitive. De plus, elle est capable d’imprimer jusqu’à 300 mm/s.

Plus d’informations : Tractus3D T850P

Ces imprimantes 3D haute performance ont été annoncées mais ne sont pas encore disponibles dans le commerce.

3DXTech Gearbox HT2

3DXTech produit ses bobines de filament PEEK dans le Michigan aux États-Unis. Ils ont développé la Gearbox HT2 pour imprimer leurs matériaux, qui comprennent également des plastiques renforcés à la fibre de carbone (par exemple CF-PEEK).

3ntr Spectral 30

La 3ntr Spectral 30 est une imprimante 3D haute température avec un quadruple extrudeur (quatre buses). Cette machine peut imprimer des matériaux complexes pour des cas d’usage industriels.

EOS P 800

Cette énorme imprimante 3D PEEK coûte plus de 500 000 €. La EOS P 800 utilise une technologie de frittage de poudre avec son matériau propriétaire EOS PEEK HP3.

Essentium HSE 180-S

Selon Essentium, fabricant basé aux États-Unis, la buse de l’HSE 180-S peut être chauffée jusqu’à 500°C en seulement trois secondes. De plus, grâce à sa technologie « High Speed Extrusion » (HSE), elle peut imprimer à une vitesse de 500 mm/s.

GEWO3D HTP 260

La GEWO3D HTP 260 est une imprimante 3D PEEK industrielle avec double extrusion. Sa chambre d’impression peut chauffer jusqu’à 260°C, et sa buse peut atteindre les 450°C.

HAGE 140L

Produite en Autriche par HAGE, la HAGE 140L offre un énorme volume d’impression de 700 x 500 x 400 mm.

Impossible Objects CBAM-2

L’Impossible Objects CBAM-2 est une imprimante 3D à fibre continue qui utilise de fines plaques de fibre de carbone pour renforcer de la poudre PEEK (ou autre plastique) pendant le processus d’impression.

Stratasys Fortus 450mc

Selon Stratasys, la Fortus 450mc peut imprimer pendant plusieurs semaines d’affilée de manière autonome. Ce fabricant produit également des imprimantes 3D couleur, des imprimantes 3D résine, et des imprimantes 3D FFF.

Ces imprimantes 3D ne sont pas toutes présentées comme compatibles avec le PEEK, mais elle sont équipées d’éléments haute température qui pourraient les rendre compatibles avec le PEEK, l’ULTEM et/ou le PEKK.

3ntr A4 V4

3ntr est un fabricant Italien. Au fil des années, 3ntr a amélioré son imprimante 3D A4, qui en est désormais à sa quatrième version. Son triple extrudeur peut atteindre les 450°C, son plateau 160°C et sa chambre d’impression 90°C.

German RepRap X500

La buse de la German RepRap X500 peut atteindre les 400°C, tandis que son lit d’impression et sa chambre peuvent chauffer jusqu’à 120°C et 80°C respectivement. Son prix est d’environ 42 000 €.

Kühling&Kühling VP75

Cette imprimante 3D allemande possède une buse haute température (500°C), un plateau d’impression en PEI (150°C) et une chambre d’impression pouvant atteindre les 80°C. La VP75 coûte autour des 39 000 €.

Lynxter S600D

La Lynxter S600D est une impressionnante imprimante 3D delta française. Lorsque l’imprimante est équipée de la tête d’impression HT, la buse peut atteindre jusqu’à 450°C. Sa chambre d’impression peut être chauffée à 80°C, et son lit d’impression jusqu’à 180°C. Lynxter confirme que cette imprimante 3D, disponible à partir de 24 900 €, est compatible avec le PEKK.

Hyrel 3D Hydra 16A

Hyrel 3D produit une gamme d’imprimantes 3D personnalisables pour amateurs et professionnels aux États-Unis. Équipée de la tête MK1-450, la Hydra 16A peut imprimer des matériaux complexes, bien que le PEEK ne soit pas idéal pour sa configuration. N’hésitez pas à nous contacter pour savoir si cette imprimante peut répondre à vos besoins !

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Autres imprimantes 3D haute température

Voici une liste rapide d’autres imprimantes 3D potentiellement compatibles avec le PEEK :

• GIMAX 3D G3 XPLUS
• igus (imprimante 3D PEEK en kit)
• Rodri Spectrum
• UBOT P440
• VeraShape VSHAPER MED

Imprimantes 3D PEEK abordables

Ces imprimantes 3D PEEK pas chères sont disponibles à moins de 5000 €. Cependant, pour produire des machines capables d’atteindre de très hautes températures, il faut disposer d’une certaine expertise et d’excellent matériel. Ainsi, nous ne pouvons pas garantir que ces imprimantes 3D puissent réellement imprimer du PEEK comme l’indiquent leurs fabricants, mais elles nous semblent tout de même intéressantes à mentionner.

• Picaso 3D Designer XL

Picaso 3D est un fabricant russe. La Designer XL (3550 €) possède un grand espace d’impression de 360 x 360 x 610 mm et peut imprimer du PEEK, selon Picaso 3D. Cependant, nous n’avons pas pu entrer en contact avec eux.

• CreatBot F430

Cette imprimante 3D PEEK abordable possède des filtres à air, un double extrudeur et la mise à niveau automatique du lit d’impression. Sa chambre d’impression est fermée et peut être chauffée jusqu’à 70°C. La F430 de CreatBot est disponible sur AliExpress à moins de 4000 €.

Découvrez aussi nos listes d’imprimantes 3D résine pas chères et d’imprimantes 3D FFF à moins de 300 €.

Service d’impression 3D PEEK

Pour ceux n’ayant pas la place ou le budget pour acheter une imprimante 3D PEEK, il existe les services d’impression 3D en ligne.

Avantages du PEEK

Le PEEK est dimensionnellement stable. Cela signifie qu’il peut résister à d’importants écarts de températures, à l’humidité ou à d’autres conditions extrêmes :

• Tolérance de température élevée : le PEEK peut tolérer une température allant jusqu’à 250 °C. Il peut également supporter une charge lourde, pendant quelques instants, à 350 °C maximum.
• Faible combustibilité et taux d’émissions toxiques.
• Résistance chimique : le PEEK est l’un des thermoplastiques disponibles les plus résistants aux produits chimiques.
• Solidité (voir l’article d’Engineering.com pour plus de détails techniques).
• Faible absorption de l’humidité : le PEEK est imperméable à l’eau et à la vapeur.
• Hautes propriétés mécaniques : il est possible d’imprimer en 3D des prototypes avec des propriétés physiques très proches de celles du produit fini.

Inconvénients du PEEK

Le PEEK présente aussi quelques inconvénients à prendre en compte.

• Coût : le prix du PEEK est assez élevée, se situant environ entre 400 $ et 700 $ le kg.
• Apparence : la couleur du PEEK est généralement dans les tons beiges. Elle peut être noire, si le PEEK est mélangé au Carbone.
• Faible résistance à l’impact (capacité à supporter une charge).

Pour des impressions 3D en couleur photoréaliste, il faut avoir recours à une imprimante 3D couleur.

Les principaux avantages du matériau PEEK.
Source : Victrex

Le PEEK et l’ULTEM® sont en grande partie similaires, mais présentent néanmoins des différences :

• Coût : l’ULTEM® est plus rentable 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 dans l’industrie aéronautique.
• Résistance aux températures : le PEEK offre une meilleure résistance aux 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 supporter des conditions extrêmes, dans des industries variées.

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

Aéronautique, automobile et militaire

Ces secteurs ont des normes de sécurité et des limites de poids à respecter. Leurs matériaux doivent également résister à divers éléments (tels que des vibrations ou les températures extrêmes). 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 ont des propriétés similaires à celles des os humains. Par conséquent, le corps humain ne rejette pas autant les implants et greffes à base de PEEK qu’il ne le fait avec d’autres matériaux.

Semi-conducteurs

Grâce à l’intégrité électrique du PEEK, il est possible d’imprimer en 3D des cartes de circuits flexibles, telles 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 capables d’imprimer avec du PEEK sont disponibles à des prix allant de 10K € à 50K €, atteignant parfois même les 250K €. Cela peut sembler très élevé, mais ces systèmes de fabrication additive professionnels présentent une technologie spécifique difficilement intégrable dans une imprimante 3D.

Cependant, de plus en plus d’imprimantes 3D PEEK abordables apparaissent sur ce marché de niche en croissance. Par exemple, la CreatBot F430 est disponible à moins de 4000 €.

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 400 $ à 700 $ le kilo (environ). Cependant, le fabricant 3Devo a abaissé cette fourchette de prix avec l’une de ses extrudeuses professionnelles. Cette extrudeuse de bureau est capable de créer du filament PEEK à partir de granulés de PEEK, bien que le procédé ne soit pas si simple à mettre en place. Voici quelques fabricants de filament PEEK:

• 3DXTech
• 3D4Makers
• Solvay (KetaSpire PEEK)

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 150 $ et 280 $ (environ).

En comparaison, un filament PLA basique peut coûter au minimum 15 $ le kilo.

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.

Plus de ressources sur l’impression 3D

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