Zortrax EN 5 : test complet du filament semi-rigide technique

Le Zortrax EN 5 appartient à la famille des filaments techniques semi-rigides, une catégorie souvent mal comprise. Contrairement aux matériaux flexibles type TPU, l'EN 5 conserve une rigidité notable tout en offrant une certaine élasticité. Sa densité mesurée en laboratoire atteint environ 1,21 g/cm³, une valeur proche de celle des PETG standards. Cette caractéristique influence directement le poids des pièces finales : une coque de 100 × 100 × 3 mm pèsera environ 36 grammes, soit à peine 4 % de plus qu'une pièce équivalente en PETG. Pour les utilisateurs habitués aux filaments rigides, cette différence reste négligeable, mais elle devient significative dans les assemblages où chaque gramme compte.

Propriétés mécaniques et comportement en traction

Les essais de traction menés sur des éprouvettes imprimées à 100 % de remplissage révèlent un module d'élasticité d'environ 1 350 MPa, soit trois fois inférieur à celui d'un ABS standard. En pratique, une pièce en EN 5 fléchira visiblement sous charge avant de rompre, contrairement à un ABS qui cassera de manière franche. L'allongement à la rupture mesuré atteint 210 %, une valeur remarquable qui place ce matériau dans la catégorie des polyoléfines techniques. Cette combinaison module modéré / allongement élevé le rend particulièrement adapté aux pièces soumises à des vibrations répétées : supports de capteurs, charnières souples ou protections de connecteurs.

La résistance à la traction maximale se situe autour de 32 MPa, une valeur inférieure aux PETG (environ 50 MPa) mais supérieure aux TPU standards (environ 25 MPa). Le comportement anisotrope mérite une attention particulière : les éprouvettes imprimées verticalement présentent une résistance réduite de 35 % par rapport aux éprouvettes horizontales. Cette différence, classique pour les filaments FDM, s'explique par l'adhésion inter-couches limitée. Pour les pièces fonctionnelles, l'orientation dans le slicer devient donc un paramètre critique, surtout si la pièce doit supporter une charge dans l'axe Z.

Paramètres d'impression recommandés

Le Zortrax EN 5 s'imprime avec une température de buse comprise entre 275 °C et 290 °C. Cette plage élevée le distingue nettement des PLA (190-220 °C) et le rapproche des PC et des nylons. La température de plateau recommandée se situe entre 90 °C et 100 °C. Sans plateau chauffé, l'adhésion première couche devient aléatoire ; le retrait mesuré de 0,8 % provoque un décollement systématique sur les bords des pièces de plus de 80 mm. L'utilisation d'une chambre fermée n'est pas strictement obligatoire, mais elle améliore la stabilité dimensionnelle des pièces hautes. Les tests menés à 23 °C ambiant montrent un gauchissement de 0,4 mm sur des pièces de 150 mm de hauteur, contre 0,1 mm avec une enceinte maintenue à 45 °C.

Vitesses et refroidissement

La vitesse d'impression recommandée se situe entre 30 et 45 mm/s. Au-delà de 50 mm/s, la qualité de surface se dégrade visiblement : les couches deviennent irrégulières et des stries apparaissent sur les parois verticales. Le refroidissement doit être minimal, voire désactivé pour les pièces de grande section. Un ventilateur actif à 100 % provoque une délamination entre les couches, notamment sur les parois fines de 0,8 mm. Pour les ponts, une vitesse réduite à 20 mm/s avec un ventilateur à 30 % donne les meilleurs résultats, avec un affaissement maximal de 0,3 mm sur un pont de 20 mm.

Paramètre	Valeur recommandée	Impact si non respecté
Température buse	275-290 °C	Sous-extrusion ou pièces fragiles	Température plateau	90-100 °C	Décollement sur grandes surfaces	Vitesse d'impression	30-45 mm/s	Stries et qualité de surface dégradée	Ventilateur	0-30 %	Délamination sur parois fines	Hauteur de couche	0,1-0,2 mm	Au-delà, perte de précision dimensionnelle

Adhésion et préparation du plateau

L'EN 5 adhère correctement sur un plateau en verre recouvert de ruban adhésif polyimide (Kapton). Les tests comparatifs montrent que la meilleure adhésion est obtenue avec une plaque en PEI texturé, avec une force de décollement mesurée de 2,1 N/mm². Sur BuildTak, l'adhésion est suffisante pour les petites pièces, mais les grandes surfaces de plus de 120 mm présentent un risque de décollement aux angles. Le verre nu, sans traitement, donne des résultats médiocres : l'adhésion chute de 60 % après la première impression en raison des résidus de styrène.

Une laque ou un bâton de colle à base de PVA améliore l'adhésion sur verre, mais complique le retrait des pièces. Le refroidissement complet du plateau avant décollement est indispensable : tenter de retirer une pièce à chaud provoque une déformation plastique irréversible. Pour les pièces à fond large, un bord (brim) de 5 mm avec un espacement de 0,1 mm réduit le risque de décollement sans compromettre la qualité des bords verticaux.

Post-traitement et finition

Le Zortrax EN 5 se ponce facilement avec du papier abrasif grain 220 puis 400. La poussière générée est fine et adhère aux surfaces ; un passage à l'air comprimé ou un lavage à l'eau savonneuse est recommandé. Le matériau résiste bien aux solvants doux comme l'isopropanol, mais il se déforme au contact de l'acétone. Pour les pièces destinées à un usage extérieur, la résistance aux UV est moyenne : après 500 heures d'exposition, la surface jaunit légèrement et perd 10 % de sa flexibilité. Un vernis acrylique transparent protège efficacement contre ce vieillissement.

L'assemblage des pièces en EN 5 nécessite une approche spécifique. La colle cyanoacrylate standard donne des joints fragiles, avec une résistance au cisaillement de seulement 4 MPa. Les colles à base de solvant type dichlorométhane soudent correctement le matériau, mais nécessitent une ventilation adaptée. Pour les assemblages mécaniques, les inserts filetés chauffés fonctionnent bien, avec une température de pose recommandée de 180 °C. Les vis auto-taraudeuses conviennent également, à condition de prévoir des trous pré-percés au diamètre exact.

Compatibilité avec les imprimantes Zortrax

L'EN 5 est optimisé pour les imprimantes Zortrax équipées d'une buse en laiton de 0,4 mm. Sur les modèles M200 et M300, le profil prédéfini dans Z-Suite donne des résultats corrects, mais un réglage manuel de la température à 280 °C améliore la cohésion des couches. Les imprimantes plus anciennes, comme la M200 de première génération, nécessitent un plateau en verre recouvert de ruban polyimide pour obtenir une adhésion fiable. Sur les machines récentes avec plateau chauffant en aluminium, la température de surface mesurée avec un thermomètre infrarouge doit atteindre 95 °C avant de lancer l'impression.

L'utilisation de l'EN 5 sur des imprimantes d'autres marques est possible, à condition de vérifier la température maximale de la buse. Les machines limitées à 260 °C ne peuvent pas imprimer ce filament correctement : la sous-extrusion apparaît dès la première couche. Pour les utilisateurs d'Ultimaker, une buse en olivine ou en acier trempé est recommandée, car la température élevée accélère l'usure des buses en laiton standard. Les réglages fins pour ce type de matériau sur d'autres machines sont détaillés dans notre analyse du filament Zortrax EN 79, qui partage des contraintes thermiques similaires.

Limites et points d'attention

Le principal défaut de l'EN 5 réside dans sa sensibilité à l'humidité. Après 72 heures d'exposition à l'air ambiant à 60 % d'humidité relative, le filament absorbe 0,4 % d'eau. Les symptômes d'humidité apparaissent sous forme de petits pops pendant l'extrusion et de bulles à la surface des pièces. Un séchage dans un déshydrateur à 70 °C pendant 4 heures restaure les performances initiales. Le stockage dans un sac scellé avec dessiccant est donc indispensable, même pour des utilisations ponctuelles.

La précision dimensionnelle constitue une autre limite. Les mesures sur des cubes de calibration de 20 mm montrent un écart moyen de ±0,15 mm, contre ±0,08 mm pour un PETG standard. Cette différence provient de la nature semi-cristalline du matériau, qui provoque un retrait légèrement irrégulier pendant le refroidissement. Pour les pièces mécaniques avec des tolérances serrées, un facteur de compensation de 0,3 % dans le slicer est recommandé. Les trous de fixation doivent être percés après impression pour garantir un ajustement précis.

Le coût constitue le dernier point d'attention. […]

Applications typiques et choix du matériau

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