Bobine filament TPE dureté Shore inférieure à 57 : guide complet pour l’impression 3D

La sélection des filaments 3D ne se limite pas à la couleur, au type de filament ou à la taille de buse : la dureté Shore se révèle comme un paramètre technique majeur pour garantir que la pièce finale réponde bien à sa fonction. Ce facteur est souvent sous-estimé, pourtant sa bonne maîtrise permet d’éviter des surprises mécaniques post-impression.

Qu’est-ce que la dureté Shore et comment se mesure-t-elle ?

La dureté d’un matériau peut être décrite comme sa résistance à la pénétration d’un objet standardisé. Le principe est simple mais rigoureux : un pénétrateur est poussée sous ressort sur la surface de l’échantillon pendant un temps défini, la profondeur d’indentation est convertie en une valeur sur l’échelle de 0 à 100. La dureté Shore est mesurée en utilisant un duromètre qui applique une force sur le matériau à tester à l'aide d'une pointe en forme spécifique. L'outil enregistre la profondeur de l’indentation causée par cette pression.

L’échelle Shore A est principalement utilisée pour les matériaux souples : élastomères, silicones, thermoplastiques flexibles (TPE, TPU). L’échelle Shore D s’applique aux matériaux plus durs : thermoplastiques rigides, élastomères durs, plastiques renforcés. La norme ISO 48-4-2018 définit la méthode d’essai pour le caoutchouc et matériaux similaires. L’ASTM D2240 décrit l’essai pour une gamme plus large de matériaux non-métalliques.

Pourquoi la dureté Shore importe pour l’impression 3D

Lorsque l’on imprime en 3D, le matériau n’est pas seulement choisi pour son apparence ou sa facilité d’impression : sa finalité fonctionnelle impose des contraintes mécaniques (flexion, choc, usure, compression). La dureté Shore est plus qu’un simple chiffre sur une fiche technique : c’est un pilier de la performance mécanique dans l’impression 3D. Du choix du filament à la conception, en passant par l’impression, la mesure et le post-traitement, elle intervient à chaque étape.

La dureté du filament souple est une chose. La dureté de l'objet imprimé en est une autre. La flexibilité de l'objet imprimé dépend énormément du taux de remplissage (infill) de votre objet et de l'épaisseur des murs (nombre de périmètres). Le motif d’infill, l’épaisseur de paroi, la hauteur de couche peuvent être ajustés pour modifier « l’effet dureté » : un remplissage plus dense augmente la rigidité ressentie. En fonction de la forme imprimée, de l’épaisseur des parois et du remplissage, la rigidité sera plus ou moins grande.

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Particularités des filaments à faible Shore (ex. < 57)

Les TPE très souples sont souvent difficiles à imprimer en FDM. Pour des matériaux souples, anticiper les contraintes d’impression (extrusion souple, risques d’enchevêtrement, adhérence). Pour des matériaux de faible Shore (ex : <80 Shore A), privilégier une extrudeuse directe, des vitesses modérées, bonne adhésion. L'impression de la majorité des filaments souples requiert des paramètres d'impression et des mécaniques d'extrusion spécifiques.

Étant flexible, le TPE a tendance à se déformer ou à se faufiler à travers les espaces dans le chemin du filament. Assurez-vous que ce chemin est bien limité, sans lacunes ni obstacles. À cette fin, une extrudeuse à entraînement direct est recommandée. La rétraction ne fonctionne pas bien avec le TPE en raison de sa capacité à s'étirer et à se comprimer. Il est donc recommandé de désactiver la rétraction.

Paramètres d’impression recommandés (plage indicatrice)

Température de buse : 190-250 °C (varie selon le matériau)
Température du lit : non chauffé à 70 °C (varie selon le matériau)
Vitesse d'impression : 5-50 mm/s (plus élevé dans de rares cas)
Rétraction : réduire ou désactiver
Adhérence au lit : ruban de peintre, bâton de colle ou laque pour cheveux recommandé lorsqu'il n'est pas chauffé

Stockage et manipulation

Les filaments TPE sont connus pour être hygroscopiques, ce qui signifie qu'ils absorbent l'humidité de l'air. Cela peut dégrader le matériau, de sorte que tout filament non utilisé doit être stocké dans un environnement à faible humidité. Un récipient hermétique ou un sac avec des sachets déshydratants devrait faire l'affaire.

Comparaison des familles : PEBA, TPU, TPE

Le PEBA (PolyEther Block Amide) est un élastomère haute performance utilisé en impression 3D FDM pour sa combinaison unique de souplesse, d’élasticité, de rebond et de faible densité. Plus léger qu’un TPU, plus résilient et souvent plus facile à extruder, il permet de produire des pièces fonctionnelles durables : charnières souples, absorbeurs de choc, grips ergonomiques, pièces dynamiques, amortisseurs, zones flexibles, etc. En résumé : le PEBA dépasse généralement TPU et TPE en élasticité, rebond, légèreté et longévité mécanique.

Le TPU, ou polyuréthane thermoplastique, est un autre matériau flexible courant et se confond facilement avec le TPE. Le TPU FDM courant offre une très grande élasticité, rebond élevé, faible densité, excellente résistance à la fatigue. Le matériau reprend sa forme très rapidement et conserve sa flexibilité même après de nombreuses sollicitations. Le TPE, ou élastomère thermoplastique, est une catégorie de plastiques caoutchouteux. Utilisé dans les amortisseurs, les pieds antidérapants, les étuis de téléphone, etc., le TPE se déforme et se comprime facilement pour contrer les charges, ce qui le rend incroyablement durable. Mais récemment, "TPU", à la fois en tant que terme et en tant que matériau, a gagné en popularité par rapport au "TPE".

Résumé comparatif (phrases extraites)

Matériau	Caractéristique clé
PEBA	Plus léger qu’un TPU, plus résilient et souvent plus facile à extruder
TPU	Très grande élasticité, rebond élevé, excellente résistance à la fatigue
TPE	Catégorie de plastiques caoutchouteux, parfaits pour résistance aux chocs et vibrations

Applications pratiques selon la dureté

La dureté Shore A est cruciale lorsqu'il s'agit de choisir un filament TPU pour vos impressions 3D. En fonction du projet, vous aurez besoin d'une flexibilité ou d'une rigidité spécifique. La dureté Shore influence non seulement la flexibilité de l'objet imprimé, mais aussi ses propriétés mécaniques, comme sa résistance à la traction et son allongement. Pour des semelles de chaussures : Pour des semelles confortables mais résistantes, un TPU avec une dureté Shore A de 70 à 80 est recommandé.

Semelles, grips, amortisseurs, pièces dynamiques, étuis antidérapants : la sélection d'une dureté adaptée permet d’atteindre la bonne balance entre confort, durabilité et performance mécanique. Si vous avez besoin d’un objet très souple, nous vous recommandons d’imprimer avec un très faible remplissage et des parois assez fines, comme ça votre pièce pourra se plier aisément.

Exemples de filaments et cas d’usage

Ne vous inquiétez pas, nous savons que ColorFabb VarioShore TPU est basé sur TPU. Mais nous incluons ce filament comme notre premier choix pour une raison très spécifique et unique : sa capacité à faire varier la densité, et donc la dureté, à différentes températures d'impression. La variation de dureté (Shore) est obtenue via un agent moussant incorporé dans le matériau.

NinjaFlex de NinjaTek s'est fait un nom dans l'univers de l'impression 3D. Il est agréablement doux, spongieux et antidérapant - idéal pour les étuis de téléphone, les amortisseurs ou même les chaussures ! Il n'a peut-être pas de nouvelles fonctionnalités moussantes sophistiquées, mais NinjaFlex gagne facilement une place de choix pour sa qualité éprouvée. FilaFlex est un concurrent de longue date dans le monde des flexibles. Sur le papier, Filaflex 82A est très similaire à NinjaFlex, bien qu'il soit légèrement plus doux à 82A et légèrement moins cher en poids. Pour terminer notre liste, il y a le 70A Ultra-Soft de FilaFlex. Ce n'est pas une blague : adapté aux vêtements et à l'industrie de la chaussure, sa dureté de 70A (ou plutôt son extrême douceur) le place loin des frontières de l'impression 3D grand public.

Points pratiques et conseils finaux pour bobines TPE Shore <57

Pour des matériaux de faible Shore, privilégier une extrudeuse directe, des vitesses modérées, bonne adhésion. Assurez-vous que le chemin du filament est bien limité, sans lacunes ni obstacles. La rétraction ne fonctionne pas bien avec le TPE en raison de sa capacité à s'étirer et à se comprimer. Il est donc recommandé de désactiver la rétraction. Certains TPE sont connus pour adhérer trop bien aux surfaces d'impression. Utilisez du ruban de peintre, un bâton de colle ou de la laque pour cheveux comme agent de démoulage protecteur.

En tant que concepteur ou utilisateur d'imprimante, intégrer dès maintenant cette donnée dans votre workflow vous permettra de passer d’un niveau « prototype expérimental » à un niveau « pièce fiable et fonctionnelle ».

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