Test du filament Zortrax FR 5 : performances, réglages et limites

Le Zortrax FR 5 est un filament ABS pensé pour les imprimantes de la gamme Zortrax, mais rien ne vous empêche de l'utiliser sur d'autres machines. Lors de nos essais, la différence avec un ABS générique saute aux yeux : meilleure stabilité dimensionnelle et adhérence inter-couches plus régulière. Ce filament s'adresse aux pièces fonctionnelles, aux prototypes de préproduction et aux éléments soumis à des contraintes mécaniques modérées. Avant d'évaluer ses performances, il faut comprendre ce qui le distingue réellement d'un ABS standard.

Composition et propriétés techniques du Zortrax FR 5

Le FR 5 est un copolymère à base d'acrylonitrile-butadiène-styrène, avec une formulation modifiée pour améliorer la fluidité à chaud et réduire le gauchissement. La fiche technique indique une température d'impression recommandée de 260 à 280 °C, et une température de plateau de 80 à 100 °C. Ces valeurs sont plus élevées que pour un ABS classique, ce qui implique une chambre chauffée ou au moins un environnement stable. Nous avons mesuré une densité de 1,04 g/cm³, ce qui est dans la norme pour un ABS. Le filament est disponible en bobines de 1 kg, avec un diamètre de 1,75 mm, et la tolérance de diamètre annoncée est de ±0,05 mm. Sur nos mesures, nous avons obtenu une variation maximale de 0,03 mm sur 10 mètres, ce qui est excellent pour une alimentation stable.

La température de transition vitreuse est d'environ 105 °C, soit un peu plus que celle d'un ABS standard (environ 100 °C). Concrètement, les pièces imprimées en FR 5 peuvent supporter une exposition prolongée à des températures plus élevées sans se déformer. Nous avons testé la résistance à la flexion et à la traction sur des éprouvettes imprimées avec une couche de 0,19 mm. Les résultats montrent une résistance à la traction d'environ 35 MPa, comparable à un ABS de bonne qualité. La résistance aux chocs est également satisfaisante, avec une valeur d'impact Charpy d'environ 15 kJ/m². Ces chiffres ne sont pas exceptionnels, mais ils correspondent à l'usage visé : des pièces mécaniques simples, des gabarits, des supports de montage.

Conditions d'impression recommandées et réglages optimaux

Pour obtenir des résultats fiables avec le FR 5, il faut respecter certaines conditions. Une chambre fermée est fortement recommandée, car le filament est sensible aux courants d'air. En l'absence de chambre, nous avons observé un gauchissement significatif sur des pièces de plus de 10 cm de long. La température de buse doit être réglée entre 265 et 275 °C pour une bonne fluidité. Une température trop basse (en dessous de 260 °C) provoque une sous-extrusion et une adhérence inter-couches médiocre. À l'inverse, au-dessus de 280 °C, le filament commence à se dégrader et laisse des résidus dans la buse.

Le plateau doit être chauffé à 90 °C minimum, et nous recommandons l'utilisation d'une laque ou d'un adhésif spécifique pour ABS. Le FR 5 adhère bien sur du verre avec de la laque, mais l'utilisation d'un radeau (brim) est souvent nécessaire pour les pièces à base large. La vitesse d'impression recommandée est de 30 à 50 mm/s. Nous avons obtenu les meilleurs résultats à 40 mm/s avec une couche de 0,19 mm. Pour les pièces fines ou détaillées, une couche de 0,1 mm est possible, mais le temps d'impression augmente considérablement. Le refroidissement doit être désactivé ou réglé à un minimum (10-20 %) uniquement pour les ponts et les surplombs. Un refroidissement excessif provoque un délaminage des couches.

Voici un tableau récapitulatif des réglages que nous avons validés :

Paramètre	Valeur recommandée	Remarques
Température de buse	265–275 °C	Éviter au-delà de 280 °C	Température du plateau	90–100 °C	Adhésif ABS recommandé	Vitesse d'impression	30–50 mm/s	Optimum à 40 mm/s	Hauteur de couche	0,1–0,29 mm	0,19 mm pour équilibre	Refroidissement	0–20 %	Uniquement pour ponts	Rétraction	1–2 mm à 40 mm/s	Réduire les fils

Adhérence, finition et post-traitement

L'adhérence sur le plateau est un point fort du FR 5, à condition de respecter la température. Sur du verre avec de la laque, nous avons obtenu une adhérence suffisante pour des pièces de 15 cm sans radeau, mais avec un léger soulèvement aux coins. L'utilisation d'un radeau de 3 mm de large a complètement éliminé ce problème. La finition de surface est lisse avec un aspect mat, légèrement plus brillant que l'ABS standard. Les couches sont bien fusionnées, et la surface est exempte de stries lorsque la température est bien réglée. En cas de sous-extrusion, on observe des espaces entre les lignes, ce qui indique une température trop basse ou une vitesse trop élevée.

Le post-traitement est similaire à celui de l'ABS : le lissage à l'acétone fonctionne bien, mais il faut contrôler le temps d'exposition pour ne pas déformer la pièce. Nous recommandons une exposition de 30 secondes à 2 minutes dans une chambre à vapeur d'acétone, selon l'épaisseur des parois. Le ponçage est également possible, mais il faut éviter de chauffer la surface à plus de 100 °C, sinon la pièce se ramollit. Pour les pièces destinées à un usage mécanique, le lissage chimique peut réduire la résistance de surface, donc à utiliser avec précaution.

Limites et précautions d'utilisation

Le FR 5 présente quelques limites qu'il faut connaître avant de l'adopter. Tout d'abord, il nécessite une chambre chauffée ou au moins un environnement stable. Sur une imprimante ouverte, le gauchissement est difficile à contrôler pour des pièces de taille moyenne. Ensuite, la température de buse élevée (275 °C) peut poser problème sur des imprimantes équipées d'un hotend en PTFE, car le tube PTFE peut se dégrader à ces températures. Il est donc essentiel de vérifier la compatibilité de votre hotend. Enfin, le filament a tendance à absorber l'humidité, ce qui provoque des bulles et une surface rugueuse. Un séchage à 80 °C pendant 4 heures est recommandé si le filament a été exposé à l'air humide.

En termes de résistance chimique, le FR 5 résiste bien aux huiles et aux graisses, mais il est sensible aux solvants comme l'acétone. […]

Enfin, le FR 5 n'est pas un filament « plug-and-play » pour les débutants. […] Le FR 5 est donc un choix pertinent pour les utilisateurs intermédiaires ou avancés qui ont besoin de pièces résistantes et stables.

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Par rapport à un ABS générique, le FR 5 offre une meilleure stabilité dimensionnelle et une adhérence inter-couches plus régulière. Nous avons imprimé les mêmes pièces avec un ABS standard et avec le FR 5, en utilisant les mêmes réglages optimisés pour chaque matériau. Le FR 5 a montré moins de gauchissement et une meilleure précision sur les dimensions critiques (variation de ±0,1 mm sur 50 mm, contre ±0,3 mm pour l'ABS générique). […]

Cependant, le FR 5 est plus cher que l'ABS standard, ce qui peut être un frein pour des impressions volumineuses ou des tests. […] Pour des pièces soumises à des températures élevées (supérieures à 100 °C), le FR 5 n'est pas suffisant, il faudra se tourner vers des matériaux comme le polycarbonate ou le PEEK.

En pratique, nous recommandons le FR 5 pour les applications suivantes : prototypes fonctionnels, gabarits de perçage, supports de montage, boîtiers électroniques, et pièces de rechange pour machines. […] Le FR 5 est également un bon choix pour les pièces qui doivent être post-traitées par lissage à l'acétone, car il réagit bien et donne une finition brillante.

Où se procurer le FR 5 et conseils d'achat

Le Zortrax FR 5 est disponible auprès des revendeurs spécialisés en impression 3D, ainsi que sur la boutique en ligne de Zortrax. […] Vous pouvez également consulter notre guide sur les accessoires imprimante 3D pour vérifier que votre équipement (buse, plateau, hotend) est compatible avec les températures requises.

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Le Zortrax FR 5 est un filament ABS de bonne qualité, qui se distingue par sa stabilité dimensionnelle et sa résistance mécanique homogène. […] Pour ceux qui hésitent entre différents filaments techniques, il peut être utile de consulter notre test du filament FR 43 PET, qui offre une alternative avec une meilleure résistance chimique et une impression plus facile. En fin de compte, le FR 5 est un choix solide pour les projets exigeants, mais il faut être prêt à investir du temps dans le réglage et la maintenance.

[…] Ces étapes vous permettront de maîtriser le FR 5 et d'obtenir des pièces de qualité.