FR 54 vs UNI 45 : test comparatif de filaments ignifugés pour l’impression 3D

Le filament FR 54 et le filament UNI 45, souvent vendus sous des appellations commerciales proches, sont régulièrement proposés comme des alternatives ignifugées aux matériaux standards. Le premier est un ABS modifié avec des additifs ignifuges, le second un copolyester à base de PETG qui vise une tenue en température améliorée. Leur point commun : ils répondent à des exigences de sécurité incendie (souvent référencées UL 94 V-0) mais leur comportement en impression diffère nettement. Avant d'acheter une bobine de 500 g, il faut comprendre que la masse réelle de matière utile est souvent inférieure à celle annoncée, et que les paramètres recommandés par le fabricant ne sont pas toujours optimaux sur les machines à chambre ouverte.

Composition et propriétés annoncées

Le FR 54 est un ABS ignifugé qui incorpore des composés bromés ou phosphorés (la fiche technique précise généralement la nature exacte). Il conserve la rigidité et la résistance aux chocs de l'ABS, mais sa température de fusion est plus élevée d'environ 10 °C par rapport à un ABS classique. L'UNI 45, de son côté, est un PETG modifié qui ne contient pas de styrène ; il est donc moins sujet au warping que l'ABS, mais il se déforme davantage sous charge thermique. Les deux matériaux sont conçus pour des pièces qui doivent résister à une flamme pendant un temps court, mais ils ne sont pas des isolants thermiques : ils ne protègent pas la pièce de la chaleur, ils ralentissent la propagation du feu.

Paramètres d'impression recommandés

Les paramètres typiques pour le FR 54 sont les suivants :

• Température de buse : 240–260 °C
• Température du plateau : 100–110 °C (avec chambre fermée recommandée)
• Vitesse : 30–50 mm/s
• Refroidissement : désactivé ou très faible (0–20 %)
• Adhérence : laque ou ruban bleu, ou surface BuildTak

Pour l'UNI 45, les valeurs sont plus basses :

• Température de buse : 220–240 °C
• Température du plateau : 70–80 °C
• Vitesse : 40–60 mm/s
• Refroidissement : 20–40 %
• Adhérence : ruban bleu ou colle PVA

Ces valeurs sont des points de départ. En pratique, un test d'impression d'une tour de température est indispensable pour ajuster la température de buse en fonction de la machine. Sur une imprimante à chambre ouverte comme une Ender 3, le FR 54 a tendance à se décoller du plateau si la température de celui-ci est inférieure à 100 °C. L'UNI 45, plus tolérant, supporte mieux les courants d'air, mais il faut éviter de dépasser 240 °C pour ne pas dégrader le copolyester.

Observations lors des tests

Lors de nos essais sur une imprimante à chambre fermée (type Ultimaker S5), le FR 54 a montré une très bonne adhérence sur la surface BuildTak, mais une tendance au stringing si la température de buse dépassait 255 °C. La réduction de la vitesse à 30 mm/s et l'augmentation de la rétraction à 6 mm ont permis d'obtenir des surfaces propres. L'UNI 45, testé sur la même machine, a produit des impressions plus brillantes et moins de filasses, mais il a montré une légère déformation sur les pièces fines (moins de 2 mm d'épaisseur) si le refroidissement était trop faible.

Le point critique pour le FR 54 est l'odeur : il dégage des composés volatils plus marqués que l'ABS standard. Une ventilation adéquate est indispensable, et il est déconseillé de l'utiliser dans une pièce sans extraction. L'UNI 45, lui, dégage une odeur moins agressive, mais il reste sensible à l'humidité : une bobine mal stockée produit des bulles et un aspect irrégulier.

Ignifugation : ce que cela signifie vraiment

La classification UL 94 V-0 indique que le matériau s'éteint en moins de 10 secondes après retrait de la flamme, sans gouttes enflammées. Mais cette propriété dépend de l'épaisseur de la pièce et de la densité de l'impression. Une pièce imprimée avec un remplissage de 10 % aura un comportement différent d'une pièce pleine. Pour les applications où la sécurité incendie est critique (boîtiers électriques, pièces aéro), il est recommandé d'utiliser un remplissage d'au moins 50 % et de vérifier que le filament est certifié pour l'épaisseur utilisée.

Applications pratiques et limites

Le FR 54 convient aux pièces mécaniques qui doivent résister à une exposition courte à une flamme : supports de connecteurs, boîtiers de relais, protections de câbles. L'UNI 45, plus ductile, est adapté aux pièces qui doivent rester dimensionnellement stables jusqu'à 80 °C, comme des guides de câbles ou des clips. En revanche, ni l'un ni l'autre ne doit être utilisé pour des pièces en contact direct avec une flamme nue ou une source de chaleur prolongée (au-delà de 100 °C). La tenue mécanique chute rapidement au-dessus de la température de transition vitreuse.

Un point souvent négligé : la compatibilité avec les buses standard. Le FR 54 contient des particules ignifuges qui peuvent user plus rapidement une buse en laiton. Une buse en acier renforcé est recommandée si vous imprimez régulièrement ce matériau. Pour l'UNI 45, une buse en laiton standard suffit, mais il faut vérifier que le diamètre de sortie est bien calibré pour éviter les bouchages.

Stockage et durée de vie

Les deux filaments sont sensibles à l'humidité. Le FR 54, comme l'ABS, absorbe l'humidité ambiante, ce qui provoque des bulles et une adhérence intercouche réduite. L'UNI 45 est encore plus sensible : après quelques jours à l'air libre, il devient cassant et produit des claquements à la buse. Un séchage à 60 °C pendant 4 heures dans un déshydrateur est souvent nécessaire avant utilisation. La bobine de 500 g est pratique pour les tests, mais elle impose de finir le rouleau rapidement ou de le stocker dans un sac hermétique avec un sachet de gel de silice.

Comparaison rapide FR 54 vs UNI 45

Critère	FR 54	UNI 45
Base polymère	ABS modifié	PETG modifié
Température de buse	240–260 °C	220–240 °C
Température plateau	100–110 °C	70–80 °C
Résistance à la flamme	UL 94 V-0	UL 94 V-0 (selon fiche)
Résistance à la chaleur	~90 °C	~80 °C
Facilité d'impression	Exige chambre fermée	Plus tolérant
Post-traitement	Acétone possible	Non soluble, ponçage

Conseils pratiques pour réussir ses impressions

Pour le FR 54, commencez par imprimer une petite pièce de test avec un remplissage de 30 % et une température de buse de 250 °C. Si le warping apparaît, augmentez la température du plateau à 110 °C et réduisez la vitesse à 25 mm/s. Pour l'UNI 45, réglez le refroidissement à 30 % et la température à 230 °C. Vérifiez que le plateau est bien nivelé : une première couche trop écrasée peut provoquer des cloques. Enfin, n'oubliez pas de nettoyer la buse après chaque impression avec un filament de purge, car les additifs ignifuges laissent des résidus qui peuvent obstruer la buse lors du changement de matériau.

Si vous cherchez un matériau ignifugé plus simple à imprimer sur une machine à chambre ouverte, le FR 96 ou le FR 8 Shining 3D offrent des compromis différents, mais ils nécessitent aussi des réglages spécifiques. Pour les pièces qui doivent être très précises et stables, une imprimante à chambre fermée comme l'Ultimaker S5 reste le meilleur choix, car elle garantit une température ambiante constante, ce qui réduit les contraintes internes. Avant de lancer une production, faites toujours un test de flamme sur une éprouvette imprimée avec les mêmes paramètres que la pièce finale : c'est le seul moyen de valider que l'ignifugation est effective.