Test du filament FR 27 : un hybride entre PLA et résine SLA

Le filament FR 27 est souvent présenté comme une alternative économique aux résines SLA, mais cette appellation recouvre en réalité un matériau hybride qui ne se comporte pas comme une résine classique. Conçu pour les imprimantes à filament dotées d'un module d'éclairage UV, il associe une base thermoplastique à des photo-initiateurs. Cela implique des paramètres de température inhabituels et une gestion particulière de la polymérisation. Avant de l'adopter, il faut comprendre ce que ce matériau peut réellement apporter en termes de précision, de finition et de résistance mécanique.

Dans ce test, nous avons évalué le FR 27 sur une imprimante à filament équipée d'une tête de 0,4 mm et d'un plateau chauffant. Nous avons vérifié sa compatibilité avec les résines SLA, sa stabilité dimensionnelle, sa vitesse d'impression et son comportement en post-traitement. Les résultats montrent un matériau intéressant pour des pièces de démonstration ou des prototypes visuels, mais il ne remplace pas une résine SLA standard pour les pièces fonctionnelles.

Caractéristiques techniques du FR 27

Le FR 27 se présente sous forme de bobine de filament de 1,75 mm, avec une tolérance de diamètre annoncée à ±0,05 mm. Sa température d'impression recommandée se situe entre 210 et 230 °C, tandis que le plateau doit être chauffé entre 60 et 80 °C. Le matériau contient des photo-initiateurs qui réagissent à une exposition UV, mais cette réaction est complémentaire à la fusion thermique classique. En pratique, l'impression se déroule de manière standard, puis une exposition UV est nécessaire pour améliorer la dureté de surface.

Paramètre	Valeur recommandée	Impact sur la pièce
Diamètre du filament	1,75 mm ± 0,05 mm	Régularité du débit
Température d'extrusion	210–230 °C	Adhésion des couches
Température du plateau	60–80 °C	Réduction du gauchissement
Vitesse d'impression	30–50 mm/s	Précision dimensionnelle
Exposition UV (post-traitement)	30–60 min à 405 nm	Dureté de surface

La densité du FR 27 est d'environ 1,2 g/cm³, ce qui le rend plus lourd que les PLA classiques mais plus léger que les résines SLA. Cette densité influence la résistance aux chocs et la flexibilité. Lors de nos essais, les pièces imprimées avec une exposition UV de 45 minutes présentaient une dureté Shore D de 78, contre 82 pour une résine SLA standard. Cette différence reste faible pour des pièces de démonstration, mais elle devient significative pour des pièces soumises à des contraintes mécaniques répétées.

Réglages d'impression optimisés

Pour obtenir une précision correcte, nous avons ajusté plusieurs paramètres par rapport aux recommandations du fabricant. La température d'extrusion a été réduite à 215 °C pour limiter le stringing, car le FR 27 a tendance à produire des fils résiduels plus importants que les PLA standards. Le plateau chauffé à 70 °C a permis une bonne adhérence sur une plaque en verre recouverte de ruban adhésif Kapton. Une hauteur de couche de 0,1 mm a donné les meilleurs résultats, avec un bon compromis entre vitesse et qualité de surface.

La vitesse d'impression doit être limitée à 40 mm/s pour les parois extérieures et à 30 mm/s pour les surfaces supérieures. Au-delà, on observe des ondulations et une perte de netteté sur les angles. Le refroidissement actif doit être réduit à 30 % pendant l'impression, car une ventilation trop forte provoque un refroidissement rapide qui empêche la polymérisation UV de se dérouler correctement. En revanche, une ventilation nulle sur les couches inférieures améliore l'adhésion et évite le décollement.

L'étape de post-traitement UV est cruciale. Nous avons testé différentes durées d'exposition à 405 nm : 15, 30, 45 et 60 minutes. La dureté de surface augmente rapidement jusqu'à 45 minutes, puis stagne. Au-delà de 60 minutes, le matériau devient cassant et présente des fissures de surface. Il est donc recommandé de contrôler l'exposition en fonction de l'épaisseur des parois : pour des parois de 2 mm, 30 minutes suffisent ; pour des parois de 4 mm, 45 minutes sont nécessaires.

Pour les utilisateurs qui souhaitent approfondir les réglages de température et de buses, notre test du hot end Raise3D Pro montre comment une buse adaptée peut améliorer la constance du débit sur des matériaux hybrides comme le FR 27.

Compatibilité avec les imprimantes SLA

Le terme « résine SLA » dans la désignation du FR 27 peut prêter à confusion. Ce filament n'est pas conçu pour être utilisé dans une imprimante SLA classique, qui fonctionne par polymérisation d'une résine liquide dans un bac. Le FR 27 est destiné aux imprimantes à filament dotées d'un module UV intégré, ou à celles qui permettent d'ajouter une lampe UV après impression. Sur une imprimante SLA traditionnelle, l'utilisation de ce filament est impossible, car le matériau est solide et ne peut pas être versé dans le réservoir.

En revanche, le FR 27 peut être utilisé sur des imprimantes hybrides qui combinent extrusion de filament et exposition UV. Ces machines sont rares et souvent coûteuses, mais elles permettent d'obtenir des pièces avec une meilleure finition de surface que le FDM classique, tout en conservant la rapidité de l'extrusion. Nous avons testé le FR 27 sur une imprimante de ce type et nous avons constaté une réduction des couches visibles d'environ 40 % par rapport à un PLA standard, grâce à la polymérisation UV qui lisse les micro-aspérités.

Pour les utilisateurs de résines SLA classiques, il est important de noter que le FR 27 ne remplace pas une résine photopolymère. La résine SLA offre une précision de l'ordre de 0,05 mm, tandis que le FR 27, même avec une hauteur de couche de 0,1 mm, donne des pièces avec une précision de ±0,2 mm. Cette différence est due à la nature thermoplastique du matériau, qui provoque un léger retrait au refroidissement. Pour des applications exigeant une grande précision, comme les pièces mécaniques ou les modèles dentaires, il est préférable de se tourner vers une résine SLA dédiée.

Applications pratiques et limites

Le FR 27 convient bien à la création de maquettes architecturales, de prototypes de design et de pièces de démonstration. Sa capacité à être exposé aux UV après impression permet d'obtenir une surface plus dure et plus résistante aux rayures que le PLA. Nous avons également constaté une bonne tenue à la température : les pièces supportent jusqu'à 90 °C sans déformation, ce qui est supérieur au PLA (environ 55 °C) mais inférieur à l'ABS (environ 100 °C).

En revanche, le FR 27 présente plusieurs limites. D'abord, sa résistance aux chocs est inférieure à celle de l'ABS : lors de tests de chute, les pièces en FR 27 se fissurent plus facilement. Ensuite, le matériau est sensible à l'humidité : une bobine mal stockée peut absorber l'humidité et produire des pièces avec des bulles et une surface rugueuse. Il est donc impératif de conserver le filament dans un contenant sec avec des sachets desséchants. Enfin, le post-traitement UV nécessite un équipement supplémentaire, ce qui augmente le coût global de possession.

• Avantages : finition de surface améliorée, dureté accrue après UV, bonne tenue thermique, facilité d'impression sur des machines hybrides.
• Inconvénients : résistance aux chocs limitée, sensibilité à l'humidité, nécessité d'un équipement UV supplémentaire, précision inférieure à celle d'une résine SLA.

Pour les utilisateurs qui recherchent une finition brillante sans passer par une résine, notre test du filament EN 8 de Shining 3D propose une alternative intéressante, avec un PLA brillant spécialement conçu pour les pièces visuelles.

Le tableau ci-dessous résume les différences essentielles entre le FR 27, une résine SLA standard et un PLA classique.

Propriété	FR 27	Résine SLA	PLA standard
Précision	±0,2 mm	±0,05 mm	±0,2 mm
Dureté Shore D (après UV)	78	82	70
Tenue thermique	90 °C	150 °C	55 °C
Résistance aux chocs	Moyenne	Élevée	Faible
Post-traitement	UV requis	Lavage + UV	Aucun

Ces chiffres montrent que le FR 27 se positionne entre le PLA et la résine SLA. Il offre une meilleure finition que le PLA sans nécessiter l'infrastructure complète d'une imprimante SLA, mais il ne rivalise pas avec la résine sur les critères de précision et de résistance mécanique.

Le post-traitement du FR 27 est plus complexe que celui du PLA. Il faut prévoir une lampe UV à 405 nm et contrôler la durée d'exposition pour éviter de fragiliser la pièce. Le FR 27 n'est pas résistant aux solvants comme l'acétone : une exposition prolongée provoque un ramollissement et une déformation.

Pour les utilisateurs qui souhaitent explorer les filaments ignifuges, notre article sur le Zortrax EN 5 aborde un semi-rigide technique aux propriétés différentes, mais utile pour des applications spécifiques.

Le FR 27 est un matériau hybride qui mérite d'être considéré par les utilisateurs d'imprimantes à filament cherchant à améliorer la finition de leurs pièces sans passer à la résine SLA. Pour un projet de maquette ou un prototype visuel, le FR 27 offre un bon compromis. En revanche, pour des pièces fonctionnelles soumises à des contraintes mécaniques ou exigeant une précision élevée, une résine SLA dédiée reste le choix pertinent.

Si vous décidez d'utiliser le FR 27, commencez par une petite pièce test avec une hauteur de couche de 0,1 mm, une température d'extrusion de 215 °C et un plateau à 70 °C. Vérifiez ensuite la durée d'exposition UV en fonction de l'épaisseur de vos parois : 30 minutes pour 2 mm, 45 minutes pour 4 mm. Cette approche vous permettra de valider les réglages avant de lancer une production plus importante.