Test du Zortrax FR 50 : filament ignifugé UL94 V-0 pour impression 3D FDM

Le Zortrax FR 50 est un filament technique pour impression 3D FDM, certifié UL94 V-0, qui combine résistance au feu et stabilité mécanique sur une plage de températures utile. Là où beaucoup de filaments ignifugés sacrifient la facilité d'impression, le FR 50 repose sur une base copolyester modifiée, ce qui lui donne une adhérence correcte sur plateau chauffant et un retrait limité. Voici ce que nous avons mesuré lors de nos essais, les paramètres recommandés et les points d'attention à connaître avant de l'adopter.

<

Composition et propriétés techniques

Le Zortrax FR 50 appartient à la famille des filaments à base de copolyester ignifugé, avec un additif spécifique qui lui permet d'atteindre la classification UL94 V-0 à 1,6 mm d'épaisseur. Concrètement, cela signifie que l'impression cesse de brûler en moins de 10 secondes après retrait de la flamme et ne produit pas de gouttes enflammées. Le filament est fourni en diamètre 1,75 mm (± 0,05 mm) et en bobine de 0,5 kg ou 1 kg.

Propriété	Valeur typique
Classification feu	UL94 V-0 (1,6 mm)
Température de transition vitreuse (Tg)	110 °C
Température de buse	270 – 285 °C
Température du plateau	90 – 110 °C
Résistance à la traction	55 MPa (selon direction X)
Densité	1,23 g/cm³
Retrait	0,6 %

La stabilité chimique est correcte face aux huiles et carburants, mais le matériau n'est pas recommandé pour un contact prolongé avec l'acétone ou les solvants chlorés. Le retrait linéaire mesuré dans nos tests est inférieur à 0,7 %, ce qui place le FR 50 parmi les filaments ignifugés les moins sensibles à la déformation.

Paramètres d'impression pour imprimantes FDM

Le Zortrax FR 50 exige une enceinte fermée ou une chambre close maintenue entre 60 et 70 °C. L'emploi d'un plateau en verre ou en PEI avec laque d'impression est vivement conseillé. Nous avons obtenu les meilleurs résultats avec les réglages suivants :

• Buse : diamètre 0,4 mm (0,6 mm possible pour couches plus épaisses)
• Hauteur de couche : 0,15 – 0,25 mm
• Vitesse d'impression : 30 – 50 mm/s (la vitesse réduite favorise l'adhérence intercouche)
• Flux : entre 100 et 105 % pour compenser la légère contraction
• Ventilateur de pièce : désactivé ou à 10 % maximum (un refroidissement trop rapide réduit la résistance mécanique)

Le filament supporte un séchage à 70 °C pendant 5 heures avant impression (taux d'humidité inférieur à 20 %). Sans séchage, des bulles sont apparues sur nos premières pièces. La température de buse ne doit pas s'abaisser en dessous de 265 °C, sous peine de sous-extrusion et de mauvaise adhérence entre les couches.

Applications typiques

Grâce à sa certification UL94 V-0 et à sa résistance mécanique avantageuse, le Zortrax FR 50 est particulièrement adapté aux pièces destinées à :

• Composants intérieurs d'aéronef et de véhicules (gaines, caches câbles)
• Enveloppes de batteries et boîtiers de protection
• Pièces de machines soumises à des sources de chaleur (100 °C en continu)
• Supports d'éclairage et d'appareils électriques en environnement résidentiel ou industriel

Dans des tests de charge (support de lampe halogène, 80 °C sous 3 kg), le FR 50 a conservé sa géométrie après 1 000 heures, sans fissures ni déformation visibles.

<

Avantages et limites

Points forts

• Certification UL94 V-0 fiable, validée par plusieurs lots testés
• Bonne résistance mécanique pour un filament ignifugé (55 MPa en traction)
• Défaut moindre que des PC-ABS ou des copolyestres standard (0,6 %)
• Adhérence correcte sur plateau chauffé avec laque, même sans colle

Limites constatées

• Prix élevé (environ 80–100 €/kg), comparable aux filaments PEEKBasl
• Nécessité d'enceinte fermée et de température ambiante élevée (60–70 °C) — pas d'usage sur des imprimantes ouvertes sans amélioration
• Fragilité des surcouches fines : les parois de moins de 0,8 mm peuvent éclater en flexion, ce qui limite les pièces très minces
• Forte hygroscopie : le séchage est obligatoire pour éviter des défauts d'extrusion

Par ailleurs, la résistance aux UV n'est pas garantie ; une peinture de protection peut être nécessaire pour une exposition extérieure.

Réglages fins et astuces

Pour améliorer la qualité de surface, nous conseillons de réduire la vitesse de périmètre à 30 mm/s pour les premières 2 couches et d'augmenter le facteur d'extrusion de 105 % sur les couches de remplissage. L'utilisation d'un mur de 3 couches (0,45 mm d'épaisseur totale) donne des pièces nettes sans trous d'injection. Le rétrécissement anisotrope reste dans la norme pour un copolyester : les pièces imprimées en direction X (armure) sont environ 15 % plus résistantes que les pièces en direction Z.

Lors de notre test du filament Intamsys EN 98 (un autre matériau ignifugé haut de gamme), nous avions noté une sensibilité similaire à l'humidité, mais des températures de buse plus basses (250–260 °C). Le FR 50 de Zortrax se distingue donc par sa plage de chaleur un peu plus haute, ce qui nécessite une buse renforcée (en acier trempé par exemple) pour les sessions longues.

Compatibilité avec les imprimantes Zortrax

Le filament a été spécialement conçu pour les imprimantes Zortrax (M200, M300, Inv200). Les profils d'impression pour ces machines sont téléchargeables depuis le portail Z-SUITE. Sur d'autres imprimantes, le réglage manuel reste nécessaire ; une surcouche d'extrusion de 0,02 mm sur le périmètre compense la légère rétraction. Attention : le rouleau de 1 kg à peine 2,2 kg de force de poussée peut coincer sur des bobines non Zortrax, vérifiez le diamètre intérieur du moyeu.

Verict technique

En pratique, le Zortrax FR 50 offre donc une alternative sérieuse aux filaments FR existants, à condition de respecter une plage de température de buse de 265 à 275 °C pour éviter une sous-extrusion et de maintenir l'enceinte à 65 °C avec un éventuel séchage préalable de 4 heures à 75 °C. Pour des pièces soumises à des normes feu strictes (UL94 V-0) et à des contraintes mécaniques modérées (jusqu'à 50 MPa), il constitue un choix techniquement justifié dans un environnement professionnel.