Le nylon, ou polyamide, est un matériau thermoplastique reconnu pour sa robustesse, sa durabilité et sa grande résistance à l’usure. Initialement développé pour les applications industrielles, il a progressivement trouvé sa place dans le monde de l’impression 3D, où il se distingue par ses excellentes propriétés mécaniques et sa polyvalence.

Que ce soit pour produire des pièces fonctionnelles, des composants mécaniques ou des prototypes très résistants, les filaments nylon sont une solution de choix. Cependant, différents nylons existent : PA6, PA12, PA612, versions renforcées, ESD…

Chaque type de filament répond à des exigences bien précises, avec des contraintes propres en matière d’impression et de stockage.

Les différents types de filaments nylon

Différences entre PA6, PA12 et PA612

Les trois grandes familles de nylon utilisées en impression 3D sont le PA6, le PA12 et le PA612. Leur structure chimique, leur comportement à l’humidité, ainsi que leurs propriétés mécaniques et thermiques varient considérablement.

Le PA6 (polyamide 6) est issu d’une seule molécule. C’est le plus rigide et le plus résistant mécaniquement des trois. Il offre une excellente résistance à l’usure et à la traction, avec une température de fusion élevée (autour de 220–230 °C).

Toutefois, il est très hygroscopique : il peut absorber plus de 3 % d’humidité ambiante, ce qui affecte ses propriétés dimensionnelles et mécaniques s’il n’est pas correctement séché.

Le PA12, en revanche, présente une structure à chaîne plus longue. Il est beaucoup moins sensible à l’humidité, avec une absorption inférieure à 0,5 %. Cela le rend plus stable à l’impression et plus souple que le PA6. Son allongement à la rupture est supérieur, ce qui le rend adapté aux pièces devant supporter des chocs ou des déformations.

Sa température de fusion est plus basse (178–180 °C), facilitant son traitement et réduisant les risques de warping.

Le PA612 est un copolymère qui combine les caractéristiques du PA6 et du PA12. Il offre une excellente rigidité, comparable à celle du PA6, tout en conservant une faible sensibilité à l’humidité et une bonne stabilité dimensionnelle.

Ce compromis en fait un matériau très performant pour les environnements exigeants, notamment en milieu chaud et humide. Il conserve également mieux ses propriétés mécaniques après vieillissement thermique ou exposition à des fluides.

En résumé :

• PA6 : très rigide, résistant à l’usure, mais très hygroscopique.
• PA12 : plus souple, plus facile à imprimer, stable à l’humidité.
• PA612 : le meilleur des deux mondes, idéal pour des pièces techniques durables.

Nylons renforcés : fibres de verre et fibres de carbone

Pour répondre à des besoins mécaniques encore plus poussés, certaines formulations intègrent des fibres longues ou courtes. Le nylon composite renforcé en fibre de verre gagne en rigidité, en stabilité thermique et en tenue dimensionnelle, notamment pour les pièces structurelles.

Le nylon carbone, lui, offre un rapport rigidité/poids exceptionnel. Les fibres de carbone ajoutées au polymère améliorent la résistance à la traction et à la flexion, tout en rendant le matériau plus léger. Il est particulièrement prisé dans les domaines de l’automobile, de la robotique et du sport.

Nylons techniques : ESD, chargés et modifiés

Certaines formulations spéciales permettent de répondre à des problématiques particulières :

Le nylon ESD (Electro Static Dissipative) est conçu pour éviter l’accumulation de charges électrostatiques. Il est utilisé pour les pièces électroniques sensibles ou dans des environnements ATEX.

Le Nylon CF-Slide Ultimaker est un nylon chargé en fibre de carbone spécialement conçu pour offrir un très faible coefficient de frottement. Idéal pour imprimer des pièces mécaniques en mouvement, comme des glissières ou paliers sans lubrification.

On pourra également citer le Nanovia PA Food Industry : un filament nylon conçu pour répondre aux exigences du secteur agroalimentaire. Certifié contact alimentaire, il est adapté à la fabrication de pièces en environnement hygiénique ou en contact direct avec des produits alimentaires.

Gamme de filaments Nylon Fiberon

Développée pour répondre aux exigences les plus élevées de l’impression 3D industrielle, la gamme Fiberon™ de Polymaker regroupe des filaments en nylon techniques renforcés pour applications avancées. Chaque référence combine une base polyamide haute performance à des fibres de verre, de carbone ou des additifs fonctionnels afin d’optimiser la résistance mécanique, la stabilité dimensionnelle ou encore les propriétés ESD.

Polyfab3D vous propose une sélection complète de la gamme de filament Fiberon, avec des bobines de différents formats (500g et 3kg) adaptées à la production et à la prototypage fonctionnel.

Applications des filaments nylon

Les filaments nylon sont très polyvalents. Ils sont largement utilisés dans des secteurs industriels où la résistance mécanique, la durabilité et la stabilité chimique sont essentielles.

Parmi les applications courantes, on retrouve :

• – Des engrenages, paliers et pièces mécaniques en mouvement.
• – Des composants automobiles exposés à la chaleur, aux vibrations ou à des fluides.
• – Des pièces de drones ou de robots, légères mais solides.
• – Des supports techniques pour équipements électroniques, notamment avec du nylon ESD.

Ils sont également utilisés dans le domaine du prototypage fonctionnel, où ils permettent de tester des pièces dans des conditions réelles, bien avant de passer à l’injection plastique.

Comment imprimer le filament nylon

L’impression du nylon demande un certain savoir-faire. Le matériau est sensible aux variations d’humidité, sujet au warping, et nécessite des températures élevées.

Les paramètres d’impression varient légèrement selon les formulations, mais de manière générale :

• Température d’extrusion : entre 240 et 270 °C pour du PA6 ou du PA612, et autour de 240–250 °C pour le PA12.
• Température du plateau : entre 80 et 100 °C pour éviter le décollement des premières couches.
• Ventilation : faible voire désactivée, car une ventilation excessive peut provoquer une mauvaise adhésion inter-couches.

La vitesse d’impression doit rester modérée afin de garantir une bonne qualité de surface et une cohésion optimale entre les couches mais certains nylon nouvelle génération sont optimisés pour la haute vitesse.

Bien entendu, les nylons renforcés vont avoir des paramètres d’impression différents. C’est pourquoi nous recommandons de suivre les indications présentes sur les fiches produits de chaque filament.

Exigences matérielles pour imprimer le Nylon

Tous les imprimantes 3D ne sont pas compatibles avec le nylon. Pour imprimer ce type de filament, l’équipement doit répondre à plusieurs critères :

• Extrudeur capable d’atteindre au moins 260–270 °C, voire plus pour les versions renforcées.
• Buse résistante à l’abrasion, comme celles en acier trempé ou en rubis, notamment pour les filaments chargés de fibres.
• Surface d’adhérence spécifique : PEI, BuildTak, Magigoo PA, ou collage au bâton UHU peuvent être nécessaires pour limiter le warping.
• Une chambre fermée voire chauffée permet de stabiliser la température ambiante et de limiter les déformations lors de l’impression, surtout avec le PA6.

L’humidité, un ennemi à ne pas sous-estimer

Le nylon est hautement hygroscopique : il absorbe très rapidement l’humidité de l’air, ce qui peut entraîner des bulles dans l’extrusion, un aspect mat granuleux, et une baisse significative des performances mécaniques.

Avant impression, il est donc indispensable de sécher le filament pendant plusieurs heures :

• – Au four à convection à 70–80 °C pendant 6 à 12 h.
• – Dans un déshydrateur de filament dédié.
• – Ou en le conservant en permanence dans un système de stockage/séchage de filament avec des sachets dessicants ou système automatisé.

Même quelques heures hors de leur contenant suffisent à saturer les bobines de filament nylon. Il est fortement recommandé de réinsérer le filament dans un système sec entre chaque session.

Recuits et post-traitement du filament nylon

Le nylon peut bénéficier d’un recuit thermique (annealing) après impression. Cela permet d’améliorer sa structure cristalline, de réduire les tensions internes, et d’augmenter sa résistance thermique et mécanique.

Le processus consiste à :

• – Chauffer la pièce à une température comprise entre 70 et 95 °C pendant 30 à 60 minutes.
• – Laisser refroidir lentement dans un environnement fermé pour éviter les chocs thermiques.

Ce traitement est particulièrement utile pour les pièces techniques ou soumises à des contraintes mécaniques importantes. Il est fortement conseillé de suivre les indications propres à chaque filament fournies par le fabricant.

Conclusion

Le nylon est un matériau exigeant, mais aux performances remarquables. Sa résistance mécanique, sa durabilité, sa stabilité thermique et chimique en font un allié de choix pour la fabrication de pièces fonctionnelles en impression 3D. En maîtrisant les paramètres d’impression, les conditions de stockage et les options de post-traitement, on peut tirer le meilleur parti de ce matériau aux multiples visages.

Que vous choisissiez un PA6 rigide, un PA12 souple et facile à imprimer, ou un PA612 haute performance, chaque filament nylon a ses spécificités et ses usages. L’important est de bien les connaître pour les exploiter au mieux.