Zortrax Z-ULTRAT : test et comparaison avec les résines SLA Tough

Composition et propriétés du Z-ULTRAT

Le Zortrax Z-ULTRAT est un filament technique à base de polycarbonate modifié, pensé pour trouver un équilibre entre résistance aux chocs, rigidité et stabilité thermique. D'après les données du fabricant, sa température de transition vitreuse atteint 130 °C, et sa résistance aux chocs Charpy dépasse 40 kJ/m². La résistance à la traction est de l'ordre de 55 MPa, avec un allongement à la rupture de 10 %. Ces caractéristiques le placent dans la même catégorie que les résines SLA Tough, mais avec un coût au kilogramme nettement inférieur.

Le filament se présente en bobines de 800 g, avec un diamètre de 1,75 mm et une tolérance de ±0,05 mm. Il est compatible avec les buses en laiton ou en acier trempé, mais nécessite une température de buse élevée (265–285 °C). L'impression doit idéalement se faire dans une enceinte fermée pour garantir une adhésion couche à couche et éviter les déformations.

Paramètres d'impression recommandés

Les réglages optimaux dépendent de l'imprimante utilisée. Pour la Zortraz M300, les paramètres suivants donnent de bons résultats :

• Température de buse : 275 °C
• Température du plateau : 100 °C (avec film PEI ou laque adhésive)
• Vitesse d'impression : 30–50 mm/s
• Épaisseur de couche : 0,1–0,2 mm
• Ventilateur de refroidissement : désactivé ou à 10 % maximum
• Rétraction : 1–2 mm à 40 mm/s pour limiter les fils

Un séchage préalable du filament est recommandé (4 heures à 80 °C) si l'humidité relative dépasse 50 %, car le polycarbonate absorbe l'humidité et peut provoquer des défauts de surface. L'utilisation d'un purgeur de filament en début d'impression est également conseillée.

Post-traitement et finition

Les pièces en Z-ULTRAT peuvent être poncées avec du papier abrasif grain 200 à 600, puis peintes avec des peintures acryliques ou époxy. L'assemblage par collage avec de la cyanoacrylate ou de l'époxy donne des joints solides. Un recuit à 110 °C pendant 30 minutes améliore la stabilité dimensionnelle et la résistance à la chaleur, mais peut entraîner un retrait de 0,5 à 1 %, à prendre en compte dans la conception.

Contrairement aux résines SLA, le Z-ULTRAT ne nécessite ni lavage à l'isopropanol ni post-polymérisation UV, ce qui simplifie la chaîne de production et réduit les consommables.

Comparaison avec les résines SLA Tough et Durable

Les résines SLA Tough (comme la Tough 2000 de Formlabs) offrent une résistance aux chocs comparable au Z-ULTRAT, avec une meilleure précision dimensionnelle (±0,05 mm) et un état de surface lisse. En revanche, leur résistance à la chaleur (HDT autour de 60–70 °C) est inférieure, et leur coût au kilogramme est 3 à 4 fois plus élevé. Les résines Durable, quant à elles, privilégient l'élasticité (allongement > 50 %) mais ne conviennent pas aux pièces soumises à des températures élevées ou à des charges continues.

Le Z-ULTRAT se distingue par sa résistance thermique (HDT > 120 °C) et son coût réduit, ce qui en fait un choix pertinent pour des pièces fonctionnelles en petites séries, à condition d'accepter un état de surface plus rugueux et des tolérances de l'ordre de ±0,2 mm. Pour des applications nécessitant une précision inférieure à 0,1 mm, la résine SLA reste incontournable. En revanche, pour un prototypage rapide où la vitesse prime, une résine comme la Draft Resin de Formlabs, qui privilégie la vitesse d'impression, peut être une alternative intéressante.

Applications typiques et limites

Le Z-ULTRAT est adapté aux boîtiers électroniques, supports mécaniques, gabarits d'assemblage et pièces d'usure légère. Il remplace avantageusement l'ABS là où une meilleure résistance aux chocs et à la chaleur est requise. Pour des pièces transparentes ou médicales, les résines SLA spécialisées (BioMed, Clear) restent préférables. La résistance aux UV du Z-ULTRAT est limitée : une exposition prolongée au soleil peut provoquer un jaunissement et une perte de propriétés mécaniques ; un revêtement de protection est conseillé pour un usage extérieur.

La température de transition vitreuse du Z-ULTRAT, mesurée à 130 °C, autorise une utilisation continue jusqu'à 110 °C, soit un gain de 50 °C par rapport à la plupart des résines SLA Tough. Cette propriété, combinée à un coût au kilogramme trois fois inférieur, en fait un candidat sérieux pour les pièces fonctionnelles soumises à la chaleur.