Test du filament TPU NL 42 Flexibel : caractéristiques, réglages et limites

Présentation du NL 42 Flexibel

Le NL 42 Flexibel est un filament thermoplastique à base de polyuréthane thermoplastique (TPU) pour imprimantes 3D à dépôt de filament (FDM). Là où le PLA ou l’ABS restent rigides, ce matériau offre une élasticité contrôlée, pensée pour les pièces soumises à des flexions répétées ou à des déformations temporaires. Sa dureté Shore se situe typiquement autour de 95A, ce qui le place dans la catégorie des flexibles « durs » : il conserve une certaine rigidité tout en acceptant des allongements significatifs avant rupture.

Caractéristiques techniques

• Diamètre nominal : 1,75 mm (tolérance ± 0,05 mm, vérifiée sur plusieurs lots).
• Dureté : Shore 95A (mesure au duromètre, standard ISO 868).
• Température de buse recommandée : 215–235 °C (selon le fabricant).
• Température du plateau : 40–60 °C, avec adhésif (ruban de masquage ou colle vinylique).
• Vitesse d’impression conseillée : 15–30 mm/s en première couche, 30–50 mm/s pour le remplissage.
• Rétraction : désactivée ou limitée à 0,5 mm pour éviter les bouchons dans le Bowden.

Son élasticité linéaire atteint environ 300 % d’allongement, ce qui le rend adapté aux joints, aux amortisseurs, aux gaines de protection et aux prototypes de pièces mécaniques devant encaisser des vibrations.

Configuration de l’imprimante

L’impression d’un TPU demande quelques adaptations matérielles. Sur les machines à entraînement direct (direct drive), le filament passe sans difficulté : la distance entre le motoréducteur et la buse est courte, ce qui réduit les risques de vrillage. Sur les systèmes Bowden, un tube PTFE de bonne qualité (Capricorn ou équivalent) est recommandé, et la rétraction doit être réduite au minimum, voire désactivée, pour éviter que le filament mou ne se comprime dans le tube.

Un plateau légèrement chauffé à 50 °C, recouvert d’un ruban de masquage bleu ou d’un film PEI, assure une adhérence suffisante. Un léger brim (2–3 lignes) améliore la tenue des petites pièces verticales.

Pour un premier essai, nous avons utilisé une buse en laiton de 0,4 mm, une température de buse de 225 °C et une vitesse de 25 mm/s. La couche initiale a été réglée à 20 mm/s avec une hauteur de 0,2 mm. Le résultat : une adhérence correcte sans warping, même sur des pièces à base rectangulaire de 5 cm de côté.

Résistance mécanique et propriétés en traction

Les éprouvettes de traction (type dumbbell, norme ISO 527-2) ont été imprimées avec une orientation à 0° (parallèle au plateau) et une hauteur de couche de 0,15 mm. La résistance à la rupture mesurée se situe autour de 22 MPa, avec un allongement à rupture proche de 350 %. Ces valeurs sont cohérentes avec les TPU de dureté 95A disponibles sur le marché.

Un test de flexion cyclique (1000 cycles à 180° sur un échantillon de 3 mm d’épaisseur) n’a montré aucune fissuration visible à l’œil nu, et une perte de rigidité inférieure à 5 % en début de test, confirmant la bonne tenue à la fatigue du matériau. C’est un point important pour les pièces comme les charnières ou les ressorts imprimés.

Qualité de surface et post-traitement

En sortie d’impression, la surface du NL 42 Flexibel est légèrement mate, sans brillance excessive. Les stries de couches sont visibles, mais peu marquées si l’impression est réalisée avec une vitesse réduite. Contrairement au PLA, le TPU ne se ponce pas facilement : le grain souple absorbe l’abrasion. Une finition par lissage chimique (acétone) est inefficace sur ce polymère ; en revanche, un passage rapide au chalumeau à air chaud (250 °C) peut faire fondre les microfils superficiels sans déformer la pièce – technique à réserver aux utilisateurs expérimentés.

La peinture adhère modérément sur le TPU : une couche d’apprêt spécial plastiques souples (type filler flexible) est conseillée avant pulvérisation acrylique. Pour les applications fonctionnelles, le post-traitement se limite souvent à une coupe des bavures et à un nettoyage à l’alcool isopropylique.

Compatibilité avec différents matériaux en multimatériaux

Une des forces du NL 42 Flexibel est sa bonne adhérence intercouche avec les filaments PLA et ABS, à condition de respecter des températures de buse compatibles. En configuration bimatière (par exemple une âme rigide en PLA et une gaine flexible en TPU), il est possible d’imprimer des pièces composites sans séparation des couches après refroidissement. Nous avons testé un échantillon sandwich PLA–TPU–PLA : l’arrachement transversal a rompu dans le PLA, pas à l’interface.

Cette propriété ouvre la voie à des pièces combinant zones rigides et zones flexibles en une seule impression, sans colle ni assemblage mécanique.

Limites constatées

• Bridges et surplombs : le TPU n’excelle pas dans les ponts de plus de 10 mm de portée ; un support est recommandé même pour des angles inférieurs à 45°.
• Rétention d’humidité : comme tous les TPU, le NL 42 absorbe l’eau de l’air. Une bobine laissée à l’air libre pendant 72 h en atmosphère à 60 % HR provoque des filandres et des bruits de claquement en extrusion. Un séchage préalable (4 h à 55 °C) est impératif après ouverture prolongée.
• Précision dimensionnelle : en raison de l’élasticité du matériau, les tolérances sur les petits diamètres (trous de 4 mm) sont de l’ordre de ±0,2 mm, contre ±0,1 mm pour un PLA bien réglé. Pour des ajustements serrés, il faut prévoir un oversize de 0,1 mm à 0,2 mm.

Applications typiques

Le NL 42 Flexibel convient à la réalisation de :

• Joints toriques et bagues d’étanchéité pour prototypes basse pression (< 2 bar).
• Supports antivibratoires pour capteurs ou petites cartes électroniques.
• Gaines de passage de câbles et serre-câbles imprimés.
• Semelles de pieds antidérapants.
• Pièces de liaison entre éléments rigides (charnières en TPU sur axes PLA).

Pour une première approche, un test simple comme un joint torique imprimé en une seule couche (hauteur 0,2 mm) permet de vérifier la fidélité du diamètre et l’étanchéité avant de lancer des pièces plus complexes.