Zortrax Glass : test du filament PA12 renforcé de fibres de verre
Le Zortrax Glass est un filament composite à base de polyamide renforcé de fibres de verre, conditionné en bobine de 800 grammes. Contrairement aux résines SLA, ce matériau est destiné à l'impression FDM et offre une rigidité élevée, une bonne stabilité thermique et une faible absorption d'humidité. Il se distingue par sa couleur blanc cassé typique des composites chargés de verre, et par sa surface légèrement rugueuse après impression, due aux fibres en suspension.
Composition et propriétés techniques
Le Zortrax Glass est formulé à partir d'un copolymère PA12 renforcé d'environ 30 % de fibres de verre courtes. Cette composition lui confère une rigidité (module d'élasticité supérieur à 4000 MPa) et une résistance à la traction (environ 60 MPa) nettement supérieures à un PLA standard. La température de fléchissement sous charge (HDT) atteint 120 °C, ce qui en fait un bon candidat pour des pièces exposées à la chaleur modérée. Le taux de retrait est faible, mais il reste sensible à l'humidité ambiante : un séchage préalable (4 h à 70 °C) est conseillé avant impression.
Paramètres d'impression recommandés
Zortrax préconise une température de buse comprise entre 270 °C et 290 °C, et un plateau chauffé à 80–100 °C. L'utilisation d'une buse en acier trempé (diamètre 0,4 mm minimum) est impérative en raison de l'abrasivité des fibres de verre. Une enceinte fermée est fortement recommandée pour maintenir une température ambiante stable (environ 60 °C) et limiter les décollements. La vitesse d'impression doit être réduite à 30–50 mm/s pour garantir une bonne adhérence entre les couches. Un lit en verre avec colle ou un plateau PEI est préférable pour l'adhésion.
Réglages spécifiques pour Zortrax M200 et M300
Les imprimantes Zortrax M200 et M300 sont compatibles avec ce filament, mais nécessitent le remplacement de la buse standard par une buse renforcée (disponible en option). Sur le M300, l'enceinte intégrée permet d'atteindre 60 °C sans modification. Il est conseillé d'activer le mode « matériau technique » dans le logiciel Z-Suite, qui ajuste automatiquement les paramètres de refroidissement et de rétraction. La hauteur de couche recommandée est de 0,15 mm à 0,25 mm ; des couches plus fines accentuent l'aspect fibreux en surface.
Qualité d'impression et post-traitement
Les pièces imprimées avec le Zortrax Glass présentent une excellente rigidité et une bonne stabilité dimensionnelle. La surface est mate et légèrement rugueuse, ce qui peut être atténué par un ponçage fin (papier de grain 400–600) suivi d'un apprêt. Le matériau se prête mal au polissage mécanique car les fibres de verre affleurent la surface. L'usinage (perçage, fraisage) est possible avec des outils carbure. La résistance aux chocs est moyenne : le composite est plus cassant qu'un polyamide non chargé, mais moins que les filaments PLA fragiles.
Adhérence entre couches et résistance à la traction
Des tests de traction réalisés sur des éprouvettes imprimées selon la norme ISO 527 montrent une résistance à la rupture d'environ 55 MPa dans le sens des couches, avec une rupture fragile. L'adhérence intercouche est bonne si la température d'enceinte est maintenue au-dessus de 50 °C. En dessous de 45 °C, des délaminations peuvent apparaître sur les parois verticales. L'ajout d'un ventilateur de refroidissement partiel (30 %) améliore le pontage sans dégrader l'adhérence.
Avantages et inconvénients
- Points forts : rigidité élevée, tenue thermique jusqu'à 120 °C, faible retrait, bonne stabilité dimensionnelle, compatible avec les imprimantes Zortrax.
- Points faibles : nécessite une buse renforcée, sensible à l'humidité, surface rugueuse, résistance aux chocs limitée, prix plus élevé qu'un PLA standard (environ 60 € les 800 g).
Comparaison avec d'autres filaments techniques
Par rapport à un PETG renforcé de fibres de verre, le Zortrax Glass offre une meilleure rigidité mais une résistance aux chocs inférieure. Face à un nylon PA12 pur, il gagne en module mais perd en allongement à la rupture. Pour des applications nécessitant à la fois rigidité et résistance thermique modérée (supports de fixation, boîtiers, prototypes fonctionnels), ce filament constitue un bon compromis, à condition de maîtriser les paramètres d'impression.
Précautions d'utilisation
Lors de l'impression, des particules de fibres de verre peuvent se dégager ; il est conseillé de travailler dans un espace ventilé ou avec une filtration HEPA. Le stockage doit se faire dans un sac hermétique avec des sachets déshydratants. La bobine de 800 g est suffisante pour des pièces de taille moyenne ; pour de grandes séries, prévoir plusieurs bobines du même lot pour garantir une couleur homogène.
Pour une première utilisation, imprimez un cube de calibration de 20 mm avec une buse à 280 °C et un plateau à 90 °C. Ajustez la température par pas de 5 °C si l'aspect de surface ou l'adhérence ne convient pas. Notez que les fibres de verre peuvent obstruer partiellement la buse après plusieurs heures ; un fil de nylon de 0,3 mm peut être utilisé pour nettoyer l'orifice à chaud.
