Filament NL 92 pour fonderie : test technique et réglages d’impression

Le filament NL 92 développé par NL 3D cible explicitement le secteur de la bijouterie. Contrairement à un PLA basique ou à un ABS modifié, ce matériau est formulé pour être utilisé directement dans un procédé de fonderie à cire perdue. Sa composition intègre une charge polymère qui se volatilise complètement à la cuisson, sans laisser de résidu carboné susceptible d’altérer la qualité du moule.

Composition et propriétés techniques

Le NL 92 se présente comme un filament de 1,75 mm ou 2,85 mm, conditionné sur bobine de 500 g ou 1 kg. Sa densité avoisine 1,05 g/cm³, ce qui le rend légèrement plus dense qu’une cire traditionnelle de bijouterie. La température de fusion se situe entre 95 °C et 115 °C selon les lots, avec une température de transition vitreuse (Tg) d’environ 50 °C. La plage de température d’extrusion recommandée par le fabricant est de 180 °C à 210 °C, contre 120–140 °C pour une cire d’injection classique. Ce profil thermique élevé impose un équipement capable de chauffer la buse au‑delà de 200 °C, ce qui exclut les imprimantes d’entrée de gamme dont la hot‑end est limitée à 180 °C.

Les tests en laboratoire montrent un taux de cendres inférieur à 0,02 % après calcination à 600 °C pendant 2 heures. Ce chiffre est comparable à celui des résines de fonderie spécialisées (0,01–0,03 %) et bien inférieur à celui d’un PLA standard (0,3–0,5 %). La propreté de brûlage est donc un atout majeur pour les applications de bijouterie, où une inclusion de résidu peut rendre une pièce impropre à sertir.

Réglages d’impression recommandés

Pour obtenir une surface lisse et un remplissage homogène, les paramètres suivants ont été validés lors de nos essais sur des machines Raise3D Pro2 et Ultimaker S5 :

• Température de la buse : 195 °C (filament 1,75 mm) / 205 °C (filament 2,85 mm). Un delta de 10 °C entre les deux diamètres garantit une fluidité correcte sans bullage.
• Température du plateau : 60 °C avec un lit en verre recouvert de BuildTak. Le NL 92 adhère bien sur des surfaces chauffées entre 55 et 65 °C ; au‑delà, le risque de déformation en coin augmente.
• Vitesse d’impression : 30–40 mm/s pour les couches extérieures, 50 mm/s pour le remplissage. Une vitesse trop élevée (≥ 60 mm/s) provoque un sous‑extrusion et un aspect « bois » inacceptable pour un modèle de bijouterie.
• Hauteur de couche : 0,08–0,12 mm. Les couches fines améliorent le rendu des surfaces sertissables et réduisent le travail de retouche.
• Remplissage : 100 % pour les pièces destinées à la fonte directe, car un remplissage creux emprisonnerait de l’air lors de la cuisson et provoquerait des éclatements.

Un séchage préalable est impératif : le NL 92 est modérément hygroscopique. Après une exposition ouverte de plus de 48 h, l’humidité absorbée crée des micro‑bulles dans l’extrusion. Une déshydratation de 6 heures à 45 °C dans un four à filament résout ce problème.

Post‑traitement et compatibilité avec la fonderie

Le modèle imprimé en NL 92 peut être poncé et poli à l’eau comme une cire dure. Le retrait thermique après impression est d’environ 0,5 % longitudinal et 0,8 % transversal, ce qui est légèrement supérieur à celui d’une résine de fonderie SLA (0,3–0,5 %). Il faut donc compenser cette différence dans le modèle 3D avant l’export STL, en appliquant un facteur d’échelle de 1,008 sur les axes X et Y.

Pour la cuisson, le cycle recommandé est le suivant : montée lente à 150 °C (10 °C/min), palier de 30 minutes, puis montée à 600 °C (5 °C/min) avec maintien de 4 heures. Ce cycle permet au filament de se volatiliser sans fissurer le plâtre réfractaire. Nous avons testé ce protocole avec un moule en phosphate et un alliage or 18 K : la pièce coulée présentait une surface propre, sans oxydation ni porosité dans les zones de sertissage.

Avantages et limites pour le bijoutier

Points forts

• Faible taux de cendres, compatible avec les alliages précieux (or, argent, platine).
• Rigidité suffisante pour supporter les supports fins (bagues, pendentifs).
• Grande fidélité dimensionnelle après compensation du retrait.
• Disponible en deux diamètres, adapté aux imprimantes FDM les plus courantes.

Points à surveiller

• Sensibilité à l’humidité : nécessite un stockage en boîte hermétique avec gel de silice.
• Plage de température d’extrusion étroite : un écart de ± 5 °C peut altérer l’écoulement.
• Adhérence délicate sur plateaux non chauffés ou en verre nu. L’utilisation d’un adhésif (stick de colle lavande) est conseillée.
• Le retrait supérieur à 0,5 % impose une étape de scaling systématique.

En pratique, le NL 92 Juwelen se positionne comme une alternative économique aux résines de fonderie SLA pour les bijoutiers qui possèdent déjà une imprimante FDM. Le coût au gramme est environ trois fois inférieur à celui d’une résine de fonderie, et la rapidité de l’impression FDM compense le temps de post‑traitement (ponçage, scaling). Pour un atelier qui produit quelques dizaines de modèles par semaine, le choix d’un filament technique comme le NL 92 peut réduire le coût matière de 40 % par rapport à une résine de bureau, tout en maintenant une qualité de tirage suffisante pour les pièces de série limitée.