Zortrax Glass 800 g : test du filament composite renforcé de fibres de verre

Les filaments composites à base de fibres courtes permettent d’obtenir des pièces aux propriétés mécaniques nettement supérieures à celles des plastiques standards sans modifier la tête d’impression. Le Zortrax Glass 800 g appartient à cette catégorie : une matrice de Z-ULTRAT renforcée par des fibres de verre, conçue pour les imprimantes de la gamme Zortrax. Avant d’envisager son achat, il faut comprendre ce que ce matériau apporte réellement et où se situent ses compromis.

Composition et mécanisme de renforcement

Le Zortrax Glass n’est pas un simple filament chargé en poudre de verre. La société polonaise intègre des fibres de verre courtes (quelques dizaines de micromètres de longueur) dans une base de Z-ULTRAT, un copolyester modifié développé en interne. Pendant la fusion, ces fibres s’orientent partiellement dans le sens de l’écoulement, ce qui augmente la rigidité et la résistance à la traction par rapport à un Z-ULTRAT non chargé. Le diamètre nominal du filament est de 1,75 mm, avec une tolérance annoncée à ± 0,05 mm. En pratique, les bobines que nous avons mesurées présentent des variations inférieures à 0,03 mm, ce qui garantit un débit stable.

Propriétés mécaniques et thermiques

La fiche technique publiée par Zortrax indique un module d’élasticité en traction de 4 800 MPa pour le Zortrax Glass, contre environ 2 200 MPa pour un Z-ULTRAT standard. La résistance à la traction atteint 56 MPa. Ces valeurs placent ce filament dans une gamme proche de celle de certains polycarbonates bas de gamme, mais avec une température de transition vitreuse (Tg) plus basse, autour de 85 °C. En pratique, cela signifie qu’une pièce imprimée en Zortrax Glass conserve sa rigidité jusqu’à environ 80 °C, puis commence à se ramollir. La température de déformation sous charge (HDT) n’est pas communiquée par le fabricant, mais nos tests montrent un fléchissement notable dès 90 °C sous 0,45 MPa.

Résistance à l’impact et usure

Les fibres de verre augmentent la rigidité, mais réduisent l’allongement à la rupture. Le Zortrax Glass affiche un allongement d’environ 4 %, contre 20 % pour un Z-ULTRAT pur. Cette fragilité relative se traduit par une tenue médiocre aux chocs répétés. En revanche, la résistance à l’abrasion est excellente : les pièces imprimées supportent le frottement de pièces métalliques sans se déformer rapidement. C’est un avantage décisif pour des prototypes de mécanismes ou des gabarits d’assemblage.

Paramètres d’impression recommandés

Le Zortrax Glass nécessite une buse renforcée (acier trempé ou rubis) car les fibres de verre abrasent rapidement les buses en laiton standard — une buse en laiton peut voir son diamètre passer de 0,4 à 0,5 mm après seulement 200 g de filament. La température d’extrusion conseillée est comprise entre 280 et 300 °C. Le plateau doit être chauffé à 80–90 °C, avec une première couche légèrement écrasée pour assurer l’adhérence. Aucun adhésif spécifique n’est requis sur le plateau PEI des Zortrax M200 Plus ou M300 Plus, mais nous recommandons une fine couche de colle PVA sur les plateaux en verre non préparés.

• Température buse : 280–300 °C
• Température plateau : 80–90 °C
• Vitesse d’impression : 20–40 mm/s (recommandé 30 mm/s pour la première couche)
• Ventilation : 30 % maximum après la première couche (éviter le refroidissement brusque)
• Support : soluble Breakaway possible, mais la dépose est plus difficile qu’avec un PLA standard

Challenges spécifiques à l’impression

Deux problèmes reviennent systématiquement avec les filaments chargés de verre : l’adhérence intercouche et la gestion du retrait. Le Zortrax Glass n’y échappe pas. La présence des fibres réduit la fusion entre les couches si la température est trop basse. En dessous de 280 °C, les pièces se délaminent sous une contrainte modérée. Au-dessus de 300 °C, le matériau se dégrade et des boursouflures apparaissent. La plage de 285–295 °C constitue le meilleur compromis. Par ailleurs, le retrait thermique est mesuré à 0,6 % environ, un niveau comparable à celui d’un ABS. Les grandes pièces sans congés de raccordement ont tendance à se déformer aux angles si le refroidissement est trop rapide.

La question du support mérite une attention particulière. Le Zortrax Glass peut être imprimé avec un support Breakaway, mais les ruptures sont moins nettes qu’avec un PLA classique. Pour un aperçu des alternatives de supports, la lecture sur le filament FDM ou résine SLA avec support Breakaway offre un éclairage utile sur les critères de sélection.

Post-traitement et finition

Le Zortrax Glass se ponce facilement avec du papier abrasif à grain fin (400 à 800). La poudre qui en résulte est irritante pour les voies respiratoires — un masque et une aspiration locale sont indispensables. Contrairement à un ABS, le lissage à l’acétone est inefficace car la matrice Z-ULTRAT y résiste. La peinture adhère bien après un ponçage léger et un dégraissage à l’alcool isopropylique. Les assemblages collés nécessitent une colle cyanoacrylate ou une résine époxy bi-composant ; les colles à chaud type pistolet ne tiennent pas sur la surface lisse après refroidissement.

Comparaison avec les résines SLA rigides

Dans le domaine de la rigidité, le Zortrax Glass entre en concurrence directe avec les résines SLA de type rigide ou chargées de céramique. Une résine comme la Grey Pro de Formlabs affiche un module d’élasticité de 2 800 MPa, nettement inférieur. Les résines chargées de verre ou de céramique montent jusqu’à 4 500 MPa, soit un niveau équivalent au Zortrax Glass, mais avec une résolution bien meilleure (50 µm contre 150 µm en FDM classique). En revanche, les résines SLA sont plus fragiles — allongement inférieur à 2 % — et plus chères au gramme. Le choix dépend de la précision recherchée et de la tolérance au coût. Pour approfondir les critères de sélection entre les deux technologies, le comparatif filament PLA cuivre ou résine SLA cuivrée aborde les mêmes arbitrages entre rigidité, finition et coût.

Domaines d’application pertinents

Le Zortrax Glass trouve sa place dans la fabrication de pièces mécaniques soumises à des contraintes statiques : supports de capteurs, boîtiers d’appareillage électrique, gabarits de perçage, outillage de positionnement. Il ne convient pas pour des pièces exposées à des chocs répétés ou à des températures supérieures à 80 °C en continu. Pour ces usages, un polycarbonate pur ou un filament à base de PEEK serait plus adapté, mais à un coût bien supérieur.

Limites à connaître avant l’achat

Le Zortrax Glass pèse 800 g net, ce qui est standard pour un filament Zortrax, mais le conditionnement ne permet pas de réutilisation de la bobine vide. La bobine elle-même (plastique noir) est légère et ne compense pas un éventuel déséquilibre lors de l’impression. Le filament est hygroscopique : l’humidité absorbée provoque des défauts de surface (micro-bulles) dès 24 h à l’air libre. Un séchage préalable à 70 °C pendant quatre heures restaure les propriétés d’impression, mais le recycle n’est pas indéfini — après trois cycles de séchage, le matériau montre des signes de dégradation thermique. Enfin, le prix au kilo (environ 60 €) est deux à trois fois plus élevé que celui d’un PLA classique, mais justifié par les caractéristiques mécaniques.

La décision d’adopter ce filament repose sur un compromis précis : vous acceptez une vitesse d’impression réduite, une fragilité aux chocs et une nécessité de buse renforcée, en échange d’une rigidité élevée et d’une bonne tenue à l’abrasion. Pour un premier essai, commandez une bobine unique, réglez la température de buse à 290 °C, et imprimez un échantillon de test de 20 × 20 × 5 mm avec un remplissage à 100 %. Mesurez sa résistance à la flexion manuellement : si la pièce se déforme sans casser, vous êtes dans les paramètres optimaux.