Filament chargé métal : densité, usure de buse et usages (tungstène, magnétite)

Ce qu'est vraiment un filament chargé métal

Un filament chargé métal reste un plastique. Sa base est un polymère classique, du PETG dans les deux fiches Prusament étudiées ici, dans lequel le fabricant disperse une poudre métallique fine. La pièce imprimée n'est donc pas une pièce en métal : elle garde la rigidité, la tenue en température et les limites d'un PETG, avec en plus les propriétés apportées par la charge. Si vous cherchez une pièce entièrement métallique, c'est un autre procédé, décrit dans notre guide sur l'impression 3D métal.

Toutes les charges ne visent pas le même résultat. Certaines poudres sont choisies pour l'aspect de surface, avec un rendu qui se patine ou se polit. D'autres, comme le tungstène ou la magnétite, sont choisies pour ce qu'elles font physiquement : alourdir la pièce, arrêter un rayonnement, réagir à un aimant. Ce guide se concentre sur cette seconde famille, à partir des fiches Prusament PETG Tungsten 75% et PETG Magnetite 40%.

Le point commun de tous ces filaments est leur caractère abrasif. La poudre métallique use la buse bien plus vite qu'un PETG nu, et la densité élevée change la façon dont le slicer estime la consommation. Ces deux sujets reviennent dans chaque section qui suit, parce qu'ils conditionnent le choix de la machine autant que les réglages.

Densité : pourquoi le tungstène change les calculs

Selon la fiche Prusament, le tungstène, aussi appelé wolfram, affiche une densité d'environ 19 grammes par centimètre cube. C'est comparable à l'or et environ 1,7 fois plus dense que le plomb. Cette densité se transmet au filament : à poids égal, une bobine de PETG Tungsten 75% contient nettement moins de mètres qu'une bobine de PETG classique. Prusament le formule ainsi : moins de mètres de filament pour le même poids.

Concrètement, la bobine vous paraîtra courte, et une pièce imprimée pèsera lourd dans la main alors qu'elle ressemble à n'importe quel PETG. C'est précisément l'effet recherché quand on veut lester un objet : un socle de figurine qui ne bascule plus, un manche d'outil mieux équilibré, un contrepoids compact. La magnétite donne aussi du poids, et Prusament cite d'ailleurs l'usage comme simple lest parmi les applications du PETG Magnetite 40%.

Cette densité impose un détail pratique. Le slicer calcule le poids et le coût d'une impression à partir de la densité déclarée dans le profil du filament. Avec un profil de PETG standard, l'estimation sera fausse. Prusament précise que le profil du PETG Tungsten 75% n'est pas inclus dans PrusaSlicer et fournit un bundle de configuration à télécharger, prévu pour la MK3S+. Pour une autre machine, le fabricant renvoie vers son support.

Usure de la buse : la buse trempée n'est pas une option

Les deux fiches Prusament sont formelles : le tungstène est un matériau hautement abrasif, et les particules de magnétite le sont tout autant. Dans les deux cas, une buse trempée est obligatoire. Une buse en laiton standard, tendre, voit son orifice s'élargir au fil des mètres, ce qui dérègle l'extrusion et la largeur des lignes sans que rien ne l'annonce. Pour comprendre les familles de buses et leur tenue à l'abrasion, consultez notre guide pour choisir une buse.

Le phénomène est le même que pour les filaments chargés fibre de carbone, à une différence près : ici la charge est une poudre, pas des fibres. Elle n'oriente pas les lignes, mais elle frotte en permanence sur la paroi de la buse et sur les roues d'entraînement de l'extrudeur. Des roues durcies et un chemin de filament sans angle vif facilitent la vie.

Prusament ajoute un avertissement propre au tungstène : tout problème d'imprimante, bouchage partiel ou sous-extrusion, peut dégrader nettement les propriétés de blindage. Autrement dit, une buse usée ne produit pas seulement une pièce moins jolie, elle produit une pièce qui ne remplit plus sa fonction. Le fabricant recommande de nettoyer et calibrer la machine correctement, puis de la vérifier avec son objet de calibration avant de lancer une pièce fonctionnelle.

Réglages d'impression : plateau, buse et surface

Les deux filaments gardent la logique du PETG, avec des températures spécifiques. Pour le PETG Tungsten 75%, la fiche Prusament indique une buse à 260 ± 10 °C et un plateau à 80 ± 10 °C, le plateau chauffant étant présenté comme indispensable. Pour le PETG Magnetite 40%, la fiche indique 270 ± 5 °C à la buse et 100 ± 10 °C au plateau, sans enceinte requise.

La surface d'impression suit les recommandations du PETG pur : plaque satinée ou texturée. Pour le tungstène, Prusament conseille de nettoyer la plaque à l'alcool isopropylique et de réserver la plaque lisse à un usage avec une couche de séparation au bâton de colle. Pour la magnétite, le conseil s'inverse : l'alcool isopropylique est déconseillé parce que l'adhérence risque d'être trop forte. Le fabricant recommande un nettoyant pour vitres sur un essuie-tout non parfumé, appliqué sur un plateau froid, ou de l'eau tiède avec quelques gouttes de liquide vaisselle.

Un point de vigilance pour la magnétite : la fiche signale une adhérence entre couches plus faible que celle d'un PETG pur. Orientez les pièces pour que les efforts ne tirent pas sur les couches, et évitez d'en faire des pièces mécaniques sollicitées. En post-traitement, Prusament précise que le ponçage à sec et le ponçage à l'eau fonctionnent tous les deux sur le PETG Magnetite 40%.

Usages : lest, blindage et pièces magnétiques

Le tungstène sert au blindage parce que son numéro atomique élevé, 74, lui permet d'arrêter les rayons X et gamma, explique la fiche Prusament. Le fabricant cite des usages médicaux : blindage de radiopharmaceutiques, outils de test pour les équipements de radiologie diagnostique, collimateurs de gamma caméra sur mesure, capots de blindage personnalisés. L'intérêt de l'impression 3D est de produire des formes complexes et individualisées, là où les matériaux très denses sont difficiles à usiner.

Soyons clairs sur ce que ce guide ne dit pas. Il ne valide aucune performance de protection : une pièce de blindage réelle doit être conçue, mesurée et qualifiée par un professionnel compétent, avec la bonne épaisseur et un contrôle de la pièce imprimée. Prusament rappelle lui-même qu'un défaut d'impression réduit fortement l'efficacité. Pour un maker, l'usage réaliste reste le lest et l'expérimentation.

La magnétite joue dans un autre registre. Le PETG Magnetite 40% est paramagnétique : tout ce que vous imprimez avec peut être attiré par un aimant, mais la pièce ne devient pas un aimant permanent dans des conditions domestiques. Prusament cite des pièces électroniques comme des interrupteurs, potentiomètres et boucles d'induction, du blindage électromagnétique, des couvercles de boîtes magnétiques, des outils qui se fixent sur un support aimanté, des puzzles magnétiques et des objets d'art ou de décoration.

Est-ce fait pour vous ? Machine et budget à vérifier

Avant d'acheter une bobine, vérifiez trois choses sur votre machine. D'abord la buse : si vous imprimez encore avec la buse en laiton d'origine, prévoyez une buse trempée adaptée à votre hotend. Ensuite le plateau chauffant, indispensable pour le tungstène selon Prusament, et plus chaud encore pour la magnétite. Enfin l'extrudeur, dont les roues d'entraînement subissent elles aussi l'abrasion.

Côté machine, inutile de viser une imprimante professionnelle. Une machine de milieu de gamme avec buse trempée et plateau chauffant suffit, et la magnétite ne demande même pas d'enceinte. Le vrai surcoût est la bobine elle-même : un filament chargé tungstène coûte bien plus cher qu'un PETG standard, et une bobine contient peu de mètres. Pour situer l'ensemble, notre outil de budget de démarrage aide à chiffrer machine et consommables.

Pour un premier essai, choisissez un objet simple et utile : un socle à lester, un support qui doit tenir sur une barre aimantée. Imprimez d'abord l'objet de calibration proposé par Prusament, suivez le profil fourni, et gardez à l'esprit que le PETG Magnetite 40% tolère mal les efforts entre couches. Ces filaments sont des matériaux de spécialité : ils répondent à un besoin précis, pas à l'impression quotidienne.

Sources et limites

• Prusament — PETG Tungsten 75%
• Prusament — PETG Magnetite 40%

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