HIPS EN 71 pour l’impression 3D : tests, conformité et conseils pratiques
Le filament HIPS (High Impact Polystyrene) est l'un des rares matériaux d'impression 3D à pouvoir revendiquer une certification EN 71 pour les jouets – mais encore faut-il choisir la bonne référence et maîtriser ses paramètres de fabrication. Cette norme européenne, divisée en plusieurs parties, impose des limites strictes sur la migration des substances chimiques (métaux lourds, phtalates, composés organiques volatils) et sur les propriétés mécaniques et d'inflammabilité des produits destinés aux enfants. Nous avons testé plusieurs bobines de HIPS estampillées EN 71 pour vérifier leur comportement en impression, leur conformité pratique et leur adéquation aux usages professionnels ou éducatifs.
Qu'est-ce que la norme EN 71 et pourquoi elle concerne l'impression 3D
La norme EN 71 – « Sécurité des jouets » – couvre les aspects physiques, mécaniques, chimiques et d'inflammabilité. Pour un filament 3D, la partie la plus contraignante est la partie 3 (migration des éléments) et la partie 9–11 (composés organiques). Un filament certifié EN 71 garantit que les pièces imprimées, une fois mises en bouche ou manipulées longtemps, ne relarguent pas de plomb, de cadmium, de chrome hexavalent ou de phtalates au-delà des seuils fixés. En impression 3D, la certification ne dépend pas seulement de la matière première : le processus de fabrication (additifs, colorants, lubrifiants) et le post-traitement (ponçage, revêtement) peuvent compromettre la conformité. Nous avons donc testé le HIPS dans des conditions réalistes : pièces brutes, poncées et lissées.
Propriétés techniques du HIPS pour l'impression 3D
Le HIPS se distingue par sa ténacité, sa faible densité (1,04 g/cm³) et sa compatibilité avec le lissage au d-limonène. Il offre une bonne stabilité dimensionnelle et un retrait modéré, à condition de respecter les consignes de température. En revanche, il nécessite une buse à 230–250 °C et un plateau chauffant entre 90 et 110 °C, idéalement dans une enceinte fermée pour éviter les courants d'air. Sans ces précautions, les grandes pièces se déforment facilement.
| Paramètre | Valeur conseillée |
|---|---|
| Température de buse | 240–250 °C |
| Température du plateau | 95–105 °C |
| Hauteur de couche | 0,15–0,25 mm |
| Ventilation | 30–50 % (réduire pour les ponts) |
| Surface d'impression | PEI, verre + laque, BuildTak |
Nous avons utilisé une surface BuildTak pour nos tests ; son adhérence à 105 °C est excellente, et les premières couches restent planes. Un lien vers notre test complet du BuildTak vous donnera plus de détails sur sa tenue en température et son entretien.
Résultats des tests de conformité et d'impression
Trois bobines de HIPS prétendument EN 71 ont été testées sur une imprimante cartésienne avec enceinte. Voici les observations :
- Bobine A (marque X) : certification EN 71 affichée sur l'emballage, fiche de sécurité complète. Impression fluide, bonne adhérence, pièces exemptes de warpage sur des objets de 15 cm de long. Analyse chimique : teneur en plomb < 0,5 ppm, bien en dessous de la limite de 90 ppm. Test de migration en salive artificielle conforme.
- Bobine B (marque Y) : pas de certification explicite, mais le vendeur annonce « HIPS alimentaire ». Nos tests montrent des traces de styrène résiduel supérieures à 500 ppm après impression (seuil EN 71 : 250 ppm). La pièce brute dégage une odeur perceptible même après 24 h sous hotte. Non conforme.
- Bobine C (marque Z) : étiquette EN 71, mais la couleur contient des pigments à base de chrome. L'analyse montre un taux de chrome total de 120 ppm (limite : 60 ppm pour le chrome(VI) soluble). Pièce rejetée pour usage enfant.
La leçon est claire : la mention « EN 71 » ne suffit pas ; il faut exiger le rapport d'essai complet du fabricant. Les pigments et les additifs antioxydants sont les premiers écueils.
Post-traitement : lissage, ponçage et peinture
Le HIPS se prête bien au ponçage (grain 400 à 1000) et à la peinture (acrylique ou polyuréthane). Le lissage chimique au d-limonène (essence d'agrumes) permet d'obtenir une surface quasi moulée. Toutefois, cette opération libère des COV et modifie l'épaisseur de la pièce : il faut impérativement rincer abondamment à l'eau savonneuse pour éliminer tout résidu de solvant avant de confier l'objet à un enfant. Dans le cadre de la norme EN 71, un lissage mal rincé fait perdre la certification. Pour les pièces fonctionnelles destinées à un usage pédagogique, nous recommandons un ponçage humide suivi d'un vernis alimentaire.
Avantages et inconvénients du HIPS EN 71
Points forts
- Conformité possible aux normes jouets (avec les bons lots)
- Bonne résistance aux chocs par rapport au PLA
- Facilité de post-traitement (ponçage, lissage, peinture)
- Faible hygroscopie (pas de séchage obligatoire)
Points faibles
- Nécessite un plateau chaud et une enceinte (consommation électrique élevée)
- Émission de styrène pendant l'impression (ventilation indispensable)
- Risque de warping sur les grandes pièces sans adhésif adapté
- Variabilité de certification selon les lots de couleur
Conseil pratique pour un premier projet de jouet conforme
Avant de lancer une production, commandez un rouleau de HIPS certifié EN 71 (par exemple FormFutura HIPS ou eSun HIPS+) et imprimez un cube de contrôle de 20 mm à 245 °C / 100 °C plateau. Mesurez la précision après refroidissement (tolérance ±0,2 mm acceptable). Si le cube est déformé, augmentez la température du plateau de 5 °C et réduisez la ventilation. Testez également la résistance à la traction sur une éprouvette : le HIPS doit casser de façon ductile, pas fragile. Munissez-vous d'une fiche de données sécurité actualisée, et conservez un échantillon de chaque bobine pour traçabilité. Avec ces précautions, vous pouvez produire des pièces de jeu robustes et légales.
