EN 135 : humidité et impression 3D – impacts et solutions
Un filament de nylon laissé à l'air libre pendant une nuit peut absorber suffisamment d'humidité pour rendre une impression inutilisable. Ce phénomène, souvent négligé par les débutants, est pourtant l'une des causes les plus fréquentes de défauts d'impression en FDM comme en SLA. Comprendre comment l'humidité agit sur les matériaux et savoir la maîtriser est essentiel pour obtenir des pièces fiables et reproductibles.
Pourquoi l'humidité est-elle problématique pour l'impression 3D ?
La plupart des filaments thermoplastiques sont hygroscopiques : ils captent les molécules d'eau présentes dans l'air. Le PLA, le PETG, le nylon, le polycarbonate et le TPU sont particulièrement sensibles. L'eau absorbée se transforme en vapeur lors du passage dans la buse chauffée (200-300 °C), provoquant des bulles, un aspect irrégulier, un sous-extrusion ou encore des cordages excessifs. Pour les résines SLA, l'humidité ambiante altère la viscosité et la réactivité, ce qui entraîne des échecs de polymérisation et des surfaces collantes.
Les matériaux haute performance, comme ceux testés sur l'Intamsys EN 123, sont encore plus exigeants : un taux d'humidité résiduel supérieur à 0,02 % peut compromettre les propriétés mécaniques finales.
Mesurer et contrôler l'humidité dans votre atelier
Un hygromètre numérique est l'outil de base. Pour le stockage, l'humidité relative idéale se situe entre 15 % et 30 %. Au-delà de 40 %, les risques augmentent significativement. Plusieurs solutions existent :
- Boîtes de stockage hermétiques avec gel de silice régénéré ou déshumidificateur à régénération.
- Armoires climatisées pour les laboratoires manipulant de nombreux matériaux différents.
- Déshumidificateur d'air pour la pièce entière, surtout dans les régions humides.
Il est important de vérifier régulièrement l'état des dessicants : un gel de silice saturé perd toute efficacité et peut même relâcher l'humidité.
Solutions de séchage pour filaments
Un filament déjà humide peut être sauvé par un séchage contrôlé. Les méthodes courantes sont :
- Séchoir à filament dédié : appareil chauffant avec ventilation, réglage précis de la température (40-80 °C selon le matériau). Exemple : sécher le PLA à 50 °C pendant 6 heures, le nylon à 70 °C pendant 12 heures.
- Four domestique : possible mais risqué (température instable, risque de fusion). Un thermomètre externe est indispensable.
- Étuve de laboratoire : solution professionnelle pour les matériaux techniques, permettant un contrôle à ±1 °C.
Le séchage doit être effectué avant chaque impression si le filament a été exposé à l'air plus de quelques heures. Comme nous l'avons constaté lors du test du filament PLA amélioré EN 119, même un PLA de bonne qualité peut présenter des défauts après une semaine d'exposition à 50 % d'humidité.
Impact sur les résines et les poudres SLA/SLS
Les résines photopolymères absorbent également l'humidité, ce qui modifie leur viscosité et leur comportement lors de l'impression. Une résine trop humide peut donner des couches mal polymérisées, une adhérence réduite et un fini mat. Il est recommandé de stocker les résines dans leur bidon d'origine bien fermé, à l'abri de la lumière et dans un environnement à moins de 40 % d'humidité.
Pour les poudres SLS (polyamide, TPU), l'humidité provoque une agglomération et des irrégularités dans le lit de poudre, compromettant la précision des pièces. Un séchage préalable de la poudre dans une étuve est souvent nécessaire avant chaque cycle d'impression.
Signes que votre filament est trop humide
- Craquements ou bruits de vapeur pendant l'extrusion.
- Surface de la pièce rugueuse, avec des cloques ou des micro-trous.
- Cordages (stringing) excessifs même avec des réglages de rétraction optimisés.
- Adhérence intercouche réduite, pièces qui se délaminent facilement.
- Aspect terne ou blanchâtre du filament après extrusion (pour le PLA transparent).
Pour les utilisateurs de matériaux techniques, investir dans un séchoir à filament dédié et un hygromètre numérique est un prérequis avant toute production sérieuse. Sans ce contrôle, même les paramètres d'impression les plus optimisés ne compenseront pas les effets de l'humidité.
