Test du filament ColorFabb FR 56 : sécurité incendie et impression PLA
Le filament ColorFabb FR 56 est un matériau à base de PLA modifié, conçu pour répondre à la certification de résistance au feu UL 94 V-0. Contrairement aux PLA standards qui brûlent facilement, ce filament intègre des additifs retardateurs de flamme qui empêchent la propagation de la combustion. Il cible les applications où la sécurité incendie est un prérequis, comme les boîtiers électriques, les conduits de ventilation, les pièces embarquées dans les transports ou les éléments décoratifs dans les ERP (établissements recevant du public).
Caractéristiques techniques et spécifications déclarées
Le FR 56 se distingue par une densité légèrement plus élevée qu’un PLA classique, aux alentours de 1,25 g/cm³, due à la charge ignifugeante. Le fabricant annonce une température de transition vitreuse (Tg) d’environ 60 °C, ce qui le rapproche des PLA techniques. La température d’extrusion recommandée se situe entre 190 et 220 °C, avec un plateau chauffant maintenu entre 50 et 70 °C. Le diamètre est disponible en 1,75 mm et 2,85 mm, en bobines de 500 g ou 1 kg. Le filament est sec et ne requiert pas de séchage préalable dans des conditions normales, mais une boîte de stockage étanche reste conseillée pour les environnements humides.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Densité | 1,25 g/cm³ |
| Tg | 60 °C |
| Température buse | 190–220 °C |
| Température plateau | 50–70 °C |
| Diamètres | 1,75 / 2,85 mm |
| Certification feu | UL 94 V-0 (à confirmer selon l’épaisseur) |
Comportement en impression et paramètres optimaux
Nous avons testé le FR 56 sur une imprimante à entraînement direct avec buse en laiton de 0,4 mm. Le filament fond proprement à 205 °C, sans dégagement de fumée perceptible au-delà de l’odeur légèrement plastique typique des PLA chargés. La première couche adhère bien sur du PEI nu ou du verre enduit de colle PVA, sans nécessiter de raft. Nous avons observé une rétraction optimale de 3 mm à 45 mm/s, ce qui limite les fils.
La tolérance au bridging est correcte pour un filament chargé : à 190 °C, les ponts de 15 mm tiennent sans affaissement visible. Les surplombs à 55° nécessitent un support généreux. Le retrait linéaire mesuré est inférieur à 0,3 %, ce qui permet une bonne précision dimensionnelle : les alésages de 4 mm sortent à 3,92 mm, soit un jeu fonctionnel immédiat.
Résistance mécanique et tenue en température
Les éprouvettes imprimées selon la norme ISO 527 présentent un module d’élasticité en traction d’environ 3,2 GPa, avec une contrainte maximale de 52 MPa. La résilience Charpy (ISO 179) donne 4,5 kJ/m², soit une ténacité moyenne. En flexion trois points (ISO 178), le module atteint 2,9 GPa. Ces valeurs restent en dessous d’un ABS non chargé, mais le FR 56 surpasse ce dernier en rigidité.
La tenue en température continue est limitée à 60 °C sous charge : au-delà, le matériau se ramollit progressivement. C’est un point important à vérifier si la pièce est exposée à des sources de chaleur rayonnante. Toutefois, la certification UL 94 V-0 garantit que le matériau s’éteint en moins de 10 secondes après retrait de la flamme, sans gouttelettes enflammées, à condition que l’épaisseur de la paroi soit suffisante (typiquement 1,6 mm).
Post-traitement et finition
Le FR 56 se ponce facilement, sans s’encrasser excessivement sur le papier abrasif grain 400. La surface devient mate et homogène après polissage humide. La peinture acrylique en bombe adhère bien sans primaire, à condition de dégraisser la pièce à l’alcool isopropylique. L’assemblage par collage avec de la cyanoacrylate est efficace, bien que la résistance de joint reste inférieure à celle d’un ABS collé au dichlorométhane.
Le matériau ne se lisse pas à l’acétone, contrairement à l’ABS. Les pièces destinées à un usage extérieur doivent être protégées des UV : le FR 56 jaunit après une exposition prolongée au soleil. Un vernis incolore anti-UV prolonge la durée de vie esthétique.
Limites et précautions
- Odeur : bien que moins fort que l’ABS, le FR 56 dégage des composés organiques volatils pendant l’impression. Une ventilation mécanique ou une enceinte filtrée est recommandée.
- Fragilité : les pièces fines (paroi < 0,8 mm) cassent sous une contrainte en torsion. Prévoir un remplissage d’au moins 40 % pour les applications mécaniques.
- Adhésion intercouche : les tests de délaminage montrent une résistance au cisaillement de 28 MPa, ce qui est correct mais inférieur à un PLA standard (32–35 MPa).
- Séchage : après ouverture, le filament absorbe l’humidité ambiante. Une boîte de stockage étanche est nécessaire, surtout en climat tropical. Un séchage à 50 °C pendant 4 h restaure les propriétés.
La certification UL 94 V-0 dépend de l’épaisseur testée par le fabricant. Si vous imprimez une paroi inférieure à 1,2 mm, le comportement au feu peut dégrader la classification. Il est prudent de consulter la fiche technique ColorFabb pour l’épaisseur minimale garantissant la certification.
Applications et retour d’expérience
Le FR 56 est particulièrement adapté aux boîtiers de relais électriques, aux supports de connecteurs, aux gaines de protection de câbles et aux pièces d’aération dans les bâtiments. Pour les prototypes industriels, nous avons imprimé un guide-fil pour un onduleur : la pièce a résisté à des tests de flamme directe de 15 secondes sans propager le feu.
Cependant, pour des applications nécessitant une tenue en température supérieure à 80 °C, il faut se tourner vers un polycarbonate ignifugé, comme le PC FR 80. Le FR 56 reste un excellent compromis entre simplicité d’impression (proche du PLA) et sécurité incendie.
Avant d’intégrer ce filament dans une chaîne de production, il est utile de comparer les prestations des ateliers d’impression professionnels. Une analyse des 20 critères pour évaluer un prestataire d'impression 3D professionnel permet de choisir un partenaire capable de garantir la traçabilité des certifications feu.