Au départ, l’impression 3D se limitait à des pièces simples, en un seul matériau et une seule couleur. L’impression multi-matériaux (via double extrusion, système de gestion des bobines, évolution slicers…) permet d’élargir les possibilités.

Il est désormais possible de produire des pièces moins coûteuses et capables d’intégrer plusieurs fonctions en une seule étape.

Pourquoi imprimer en multi-matériaux ?

L’ajout de plusieurs matériaux dans une même pièce ne relève pas uniquement d’un choix esthétique. Les bénéfices sont multiples :

• Réduction des coûts de production : certaines zones de la pièce peuvent être imprimées en matériau standard (PLA, PETG). Le reste de la pièce peut alors utilisé une quantité réduite de matériau technique.
• Gain de temps et simplification : l’assemblage de plusieurs composants n’est plus nécessaire. Une pièce complète est produite en une seule étape, réduisant les opérations manuelles et le risque d’erreurs.
• Amélioration des performances : rigidité, flexibilité, résistance chimique ou conductivité peuvent être combinées dans un même print.
• Liberté de conception accrue : de nouvelles géométries ou fonctions intégrées deviennent accessibles, sans avoir à multiplier les pièces.

Technologies qui rendent possible le multi-matériaux

L’impression 3D multi-matériaux s’est démocratisée grâce aux progrès des systèmes d’extrusion et d’alimentation. La double extrusion indépendante reste la solution la plus courante. Sur des imprimantes 3D comme les Ultimaker S8 ou la Bambu Lab H2D, deux buses distinctes déposent des matériaux différents avec précision, sans risque de contamination croisée.

Cette configuration permet d’associer un filament rigide avec un flexible, ou encore un matériau standard avec un polymère technique, directement au sein d’une même pièce.

En parallèle, des systèmes d’alimentation multi-bobines automatisés se sont imposés. L’AMS Bambu Lab (Automatic Material System) permet de gérer jusqu’à quatre filaments par unité, extensibles en cascade pour multiplier les combinaisons. Le CFS (Creality Filament System), pensé pour la série K2, suit la même logique avec un contrôle automatisé du changement de matériau.

Enfin, Anycubic propose son ACE Pro, une solution comparable qui vise à démocratiser l’impression multi-matériaux et multi-couleurs. Ces modules réduisent la complexité d’utilisation tout en rendant les prints plus fiables et reproductibles.

Exemples concrets de combinaisons et leurs avantages

Pièces rigides + zones flexibles

Associer un matériau rigide comme le PLA avec un filament flexible (TPU ou TPE) permet de créer en une seule impression des pièces hybrides.

Exemple : une coque protectrice avec des zones amortissantes intégrées, ou une charnière fonctionnelle sans assemblage.

Matériaux standards + composites renforcés

Le Nylon chargé en fibres de carbone est souvent utilisé pour renforcer une zone spécifique d’une pièce, tout en conservant une base en PETG ou PLA pour réduire le coût global.

Exemple : une pièce mécanique nécessitant une zone résistante à la traction, mais dont le reste de la structure peut rester en plastique standard.

Esthétique + fonctionnalité

Des filaments comme le PLA Silk ou le PETG transparent peuvent être associés à un matériau plus technique pour combiner l’aspect visuel et les performances.

Exemple : un objet design qui conserve une partie translucide tout en intégrant une structure interne résistante.

Combinaisons rigide + soluble (usage spécifique)

Bien que ce ne soit pas le point central, l’utilisation de filaments solubles (PVA, BVOH, HIPS) reste pertinente dans certains cas pour créer des géométries impossibles à obtenir autrement.

Toutefois, leur rôle est secondaire comparé aux combinaisons fonctionnelles.

Réduction des coûts et accélération de la production

Une des forces majeures du multi-matériaux réside dans son impact économique.

Les zones non critiques peuvent être imprimées en filament abordable, tandis que seules les parties stratégiques nécessitent des matériaux premium.

L’impression multi-matériaux en une seule étape réduit le temps d’assemblage et limite le recours à des fixations ou colles. Les temps de développement sont raccourcis : un prototype multi-fonctionnel est produit plus rapidement et testé immédiatement.

En pratique, cela permet de passer plus vite du concept au produit validé, tout en économisant sur la matière.

Défis techniques à prendre en compte

L’impression multi-matériaux n’est pas exempte de contraintes :

• Compatibilité thermique : il est nécessaire de choisir des filaments aux températures d’impression proches pour éviter les défauts.
• Adhérence inter-matériaux : certains polymères ne se lient pas correctement, ce qui peut fragiliser la pièce.
• Paramétrage logiciel : la gestion des purges et transitions reste un point crucial.
• Consommation de matière et temps de cycle : malgré les gains, chaque changement de matériau génère une perte liée aux purges.

Bonnes pratiques pour tirer le meilleur parti du multi-matériaux

Sélectionner les matériaux intelligemment : privilégier des filaments dont les plages de températures et de contraction sont compatibles.

Tester à petite échelle : valider l’adhérence et la solidité des interfaces avant de lancer une production complète.

Adapter la conception : certaines zones peuvent être pensées dès le design pour accueillir des matériaux différents de façon optimale.

Stocker les filaments correctement : l’humidité reste un ennemi, en particulier pour le Nylon et le TPU.

Ajuster les paramètres de transition : optimiser la purge et les vitesses permet de réduire les pertes et d’améliorer la qualité des interfaces.

Conclusion

L’impression 3D multi-matériaux ne doit pas être perçue uniquement comme un moyen de générer des pièces visuellement plus riches. Elle représente surtout une avancée technique permettant de fusionner plusieurs fonctions dans une seule fabrication. Grâce à elle, il devient possible de réduire les coûts, de gagner du temps et d’explorer des conceptions inédites.

Si la mise en œuvre exige une compréhension fine des matériaux et de leurs interactions, les bénéfices justifient largement l’effort. Le multi-matériaux s’impose désormais comme un outil stratégique pour transformer l’impression 3D en véritable procédé de production, capable d’associer esthétique, performance et efficacité.