L’impression 3D en photopolymère ou en résine est généralement associée à des produits délicats et miniatures. Après tout, l’utilisation des meilleures imprimantes 3D en résine est votre meilleur atout lorsque vous souhaitez réaliser un modèle petit mais détaillé.
Actuellement, les imprimantes en résine peuvent fonctionner selon l’une des trois technologies suivantes : SLA, DLP ou LCD. Chacune de ces technologies présente ses propres avantages et inconvénients.
Avant de choisir une imprimante 3D, vous devez savoir quelle technologie est adaptée à l’impression de produits spécifiques. Par exemple, pour un bijoutier et un dentiste, le principal critère sera la précision. Si vous imprimez des figurines en tant que hobby, vous voudrez vous pencher sur la qualité de la surface et le coût des consommables.
Passons en revue les technologies SLA, DLP et LCD.
SLA vs DLP vs LCD : Les différences
1. SLA
Le SLA a été l’une des premières technologies d’impression 3D brevetées. Cette technologie a été brevetée en 1986 par Charles Hull. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet en lisant l’histoire de l’impression 3D. Vous trouverez également ci-dessous un documentaire intéressant sur le sujet :
Les principes de base de la DLP et de la LCD sont similaires à ceux de la SLA, mais ils sont apparus beaucoup plus tard.
Principe de fonctionnement
Les imprimantes SLA utilisent des résines photopolymères pour imprimer les modèles. Les résines sont des polymères sensibles à la lumière qui se solidifient sous l’influence d’un certain spectre de rayonnement UV.
Un faisceau laser est utilisé pour durcir la résine en se focalisant sur des points particuliers à l’aide de miroirs. Le faisceau “dessine” séquentiellement une tranche du modèle. Ainsi, progressivement, couche par couche, le modèle est imprimé sur le bureau.
Il existe deux options pour positionner le lit d’impression – dessus et dessous.
Plateau de table
Visuellement, le lit d’impression de table ressemble à une machine FDM inversée. Le modèle est imprimé à l’envers sur une telle machine. Pendant l’impression, la table se déplace de bas en haut.
Le module avec le laser est situé au bas de la machine, sous le bain de polymère. Le fond du bain est généralement en silicone. Cette zone transmet bien les rayons UV et pratiquement rien ne s’y colle.
Le lit d’impression de table est la solution la plus populaire pour les imprimantes SLA de bureau.
Table en bas
Ici, le module laser est situé en haut de l’imprimante, au-dessus du bain de résine et du lit d’impression. Pendant l’impression, le module laser descend progressivement vers le bas, immergé dans la résine.
Cette disposition est traditionnellement utilisée dans les machines industrielles ayant une grande surface d’impression. Le seul inconvénient est que le bac doit toujours être rempli de photopolymère. De plus, lorsque vous changez de type de résine, vous devez vider complètement le photopolymère et laver soigneusement le bain.
Pour
- Haute précision. La précision d’un tel appareil n’est pas inférieure à celle des machines CNC professionnelles de bijouterie.
- Une qualité de surface parfaite. Les plus petits modèles semblent monolithiques. Les couches ne sont pas visibles, même à fort grossissement.
- Grand choix de consommables. En raison de la popularité croissante de l’impression 3D en résine, de nombreuses résines spécifiques sont disponibles. Les consommables varient des paillettes souples aux résines présentant des caractéristiques de résistance accrues (par exemple, il existe un photopolymère très résistant et biocompatible pour la fabrication de couronnes dentaires temporaires).
Cons
- Le coût élevé d’une imprimante 3D. Les appareils SLA sont très exigeants sur la qualité des composants. Par conséquent, ces imprimantes sont plus chères que leurs homologues FDM.
- Consommables coûteux.
- Une vitesse d’impression lente par rapport aux technologies DLP et LCD.
Exemple d’impression
Les meilleures imprimantes SLA
Formlabs est l’un des principaux fabricants d’imprimantes 3D SLA. La gamme de l’entreprise comprend à la fois de petits modèles de bureau et des machines professionnelles avec une grande surface d’impression.
Les imprimantes comprennent :
a) Form 3
PRIX SUR FORMLABS
Spécifications:
- Résolution XY : 25μm
- Taille du spot laser : 85um
- Puissance du laser : Un laser de 250mW
- Taille de la zone de travail : 14,5 x 14,5 x 18,5 cm
- Épaisseur de la couche : 25 – 300 microns
Cette imprimante est comme une petite machine professionnelle. Malgré sa petite taille, elle peut facilement faire face aux modèles les plus complexes.
Formlabs Form 3L
PRIX SUR FORMLABS
Spécifications:
- Résolution XY : 25μm
- Taille du spot laser : 85um
- Puissance du laser : Un laser de 250mW
- Taille de la zone de travail : 33,5 × 20 × 30 cm
- Épaisseur de la couche : 25 – 300 microns
Cette imprimante vous permet d’imprimer des modèles de grand format ou de produire rapidement de petits lots de produits.
Cependant, avec l’avènement de technologies plus rapides et plus rentables, les imprimantes SLA sont devenues moins populaires. Par conséquent, ces imprimantes sont principalement utilisées dans les industries ayant des exigences élevées en matière de qualité d’impression et de stabilité.
2. DLP
La technologie DLP est basée sur les principes du SLA. Toutefois, au lieu d’un laser, un projecteur est utilisé comme source de rayonnement UV.
Principe de fonctionnement
Les imprimantes 3D DLP utilisent une résine photopolymère pour imprimer les modèles. Toutefois, contrairement au SLA, la source de lumière n’est pas un faisceau, mais un projecteur DLP.
Les imprimantes 3D DLP sont nettement plus rapides car le projecteur utilisé illumine toute la couche en une seule fois. En revanche, avec le SLA, le laser n’éclaire qu’une petite zone à la fois.
Le projecteur est situé au bas de l’imprimante, sous le conteneur de résine. Le fond du conteneur est généralement constitué d’un film transparent et résistant à l’usure. Ce film transmet bien les rayons UV et rien ne s’y colle. De plus, le film peut être facilement remplacé s’il se casse.
Pour
- Impression rapide. Le projecteur illumine toute la zone de travail en une seule fois. Par conséquent, le nombre de modèles placés sur le lit d’impression ne détermine pas le temps d’impression. Le temps d’impression est uniquement influencé par la hauteur et l’épaisseur de la couche.
- Segment de prix moyen. Par rapport à la technologie SLA, les imprimantes 3D DLP sont beaucoup moins chères.
Cons
- Moins précis. La précision de certaines imprimantes DLP est inférieure à celle des appareils SLA. Cela n’est pas visuellement perceptible sur le produit fini. Toutefois, cela peut constituer une surprise désagréable lorsque les modèles doivent être imprimés de manière parfaite.
- Possibilité d’illumination parasite. En raison de l’illumination de l’ensemble de la couche à la fois, une illumination parasite de la résine peut se produire.
- Ressources du projecteur. Le projecteur est le cœur d’une imprimante DLP. Veillez à prêter attention à la ressource du projecteur. Par exemple, la durée de vie du projecteur de FlashForge Hunter est de 50 000 heures.
Exemples d’impression
Les meilleures imprimantes DLP
Les meilleures imprimantes 3D DLP sont :
a) FlashForge Hunter
DISPONIBLE SUR TOP3DSHOP
Spécifications:
- Résolution XY : 0.0625mm
- Vitesse d’impression : 10mm / h
- Source de lumière : LED 405nm
- Taille de la zone de travail : 120×67.5×150 mm
- Epaisseur de la couche : 0.025-0.05 mm
FlashForge est réputé pour la qualité de ses imprimantes, et la Hunter ne fait pas exception. L’imprimante est un bon “cheval de trait” capable de résoudre divers problèmes.
Lisez l’article complet sur l’imprimante 3D Flashforge Hunter.
Aujourd’hui, la technologie DLP est de moins en moins utilisée. Les fabricants d’imprimantes 3D optent plutôt pour la production d’imprimantes 3D abordables utilisant la technologie LCD.
3. LCD
Le LCD est la technologie la plus récente utilisée dans les imprimantes photopolymères. Cette technologie a été conçue pour être un analogue plus abordable de la technologie DLP, convenant aux utilisateurs domestiques.
Les premières imprimantes LCD présentaient un certain nombre de désagréments liés à l’enfance (éclairage inégal de la zone de travail, etc.). Ces problèmes ont fini par être résolus ou compensés.
Avec l’amélioration de la technologie, des imprimantes 3D LCD ont été dévoilées et produisent des modèles avec la même précision que les imprimantes 3D DLP. La plupart des imprimantes 3D LCD conviennent à un usage domestique et à des tâches de production.
Principe de fonctionnement
La technologie LCD copie presque entièrement la technologie DLP. Toutefois, au lieu d’un projet, les imprimantes 3D LCD sont équipées de LED. Sous le bain se trouve un écran LCD (similaire à l’écran d’un smartphone ou d’une tablette). L’écran est atténué à certains endroits et ne laisse entrer la lumière qu’aux bons endroits.
Étant donné que le module avec l’écran et les LED est situé au bas de l’imprimante, le fond du conteneur de résine est transparent. Comme pour le DLP, des transparents sont couramment utilisés.
Pour
- Des dispositifs bon marché. L’utilisation de LED en conjonction avec un écran LCD réduit considérablement le coût d’une imprimante 3D.
- Consommables et pièces de rechange peu coûteux.
- Grand choix d’imprimantes 3D. Vous pouvez facilement trouver un modèle pour n’importe quelle tâche.
Cons
- Moins précis. Les modèles bon marché fonctionnent bien pour l’impression de miniatures ou de figurines. Cependant, leur précision peut ne pas être suffisante pour des choses comme les travaux dentaires ou la fabrication de bijoux.
- L’éclairage parasite est possible. Comme dans la technologie DLP, toute la couche est éclairée en même temps. Cela peut entraîner une illumination parasite.
- La qualité d’impression peut ne pas être la même sur toute la surface imprimable. Étant donné qu’un réseau de LED est utilisé comme source UV, et non une source lumineuse unique, la zone de travail peut être éclairée de manière inégale. Ce problème peut être résolu de manière programmatique ou physique.
- La vitesse d’impression est inférieure à celle de la DLP. Les LEDs brillent plus “faiblement” que le projecteur. Par conséquent, le temps d’exposition de la couche est légèrement plus long. Cependant, les imprimantes LCD sont toujours plus rapides que les unités SLA.
Exemple d’impression
Les meilleures imprimantes LCD
a) Anycubic Photon Zero
AVAILABLE AT ANYCUBIC
Spécifications:
- Résolution de l’écran LCD : 854×480 px
- Précision du positionnement sur l’axe XY : 0,1155 mm
- Longueur d’onde UV : 405 nm
- Taille de la zone de travail : 97x54x150 mm
- Épaisseur de la couche : 0.01-0.2mm
Il s’agit d’un modèle économique destiné aux particuliers.
Lire l’avis complet sur le Anycubic Photon Zero.
b) Anycubic Photon Mono X
DISPONIBLE CHEZ ANYCUBIC
Spécifications:
- LCD display resolution: 2560×1620 (2K)
- XY-axis positioning accuracy: 0.051mm
- UV wavelength: 405 nm
- Working area size: 130x80x165 mm
- Layer thickness: 0.01-0.15mm
Anycubic Photon Mono X is one of the best resin 3D printers for miniatures. Thanks to the LCD display of higher resolution, the accuracy and quality of the finished models have been improved.
Read the full Anycubic Photon Mono X review.
c) Phrozen Sonic Mini 4K
AVAILABLE ON PHROZEN
Spécifications:
- LCD Resolution: 6.1 “4K Mono LCD
- XY-axis positioning accuracy: 35 microns
- UV wavelength: 405 nm
- Working area size: 134x75x130 mm
- Layer thickness: 0.01-0.30mm
The Phrozen Sonic Mini 4K has a mono LCD matrix, with high resolution. Therefore, it prints very quickly and accurately.
Read the full Phrozen Sonic Mini 4K review.
d) Wanhao GR1
AVAILABLE ON TOP3DSHOP
Spécifications:
- LCD Resolution: 6.3 “2K HD
- XY-axis positioning accuracy: 0.055mm
- UV wavelength: 405-410nm
- Working area size: 140x78x200 mm
- Layer thickness: 35-100 microns
The Wanhao GR1 has an enlarged work area, allowing you to produced many models at a time. Moreover, its special UV-LED matrix ensures uniform illumination.
LCD printers are becoming more popular and replacing expensive DLP and SLA printers. This is, of course, due to their availability of a wide variety of models.
Read the full Wanhao GR1 review.
Scope of Application of SLA, DLP and LCD 3D Printers
Dentistry
Accuracy is very important in dentistry. Even a slight distortion of even 0.1 mm can make the painstaking work of making a crown or prosthesis useless.
SLA 3D printers are used for dentistry because of their high accuracy. Check the models below made by some of the printers.
In addition to the accuracy of the printer, the choice of material plays an important role. It is necessary to use special resins with a low percentage of shrinkage.
Here are some guides on dental 3D printing:
- Choosing a Phrozen Dental 3D Printer
- Best 3D Printers for Dentistry
- How to Choose a Dental 3D Printer
Jewelry production
The full potential of photopolymer printers is being unleashed in the jewelry industry. In addition to accuracy, detail and perfect surface quality are very important.
Check some of the prints made by the 3D printers.
Previously, such products had to be very painstakingly cut by hand or made from wax on high-precision CNC machines. But now, you can make a digital model and, using a printer and fired resin, quickly produce the required number of products ready for casting.
Prototyping
Resin 3D printers are also used for printing prototypes, making master models, etc. Below are some print examples made using the printers.
FDM technology is not suitable for everything. Sometimes, you need to quickly make a mock-up of a future product with a smooth surface. In such a case, professional photopolymer printers can easily cope with this task.
Hobby
Affordable resin 3D printers have become a great help for miniature lovers. It is much easier to model and print a 28 mm figurine of your favorite hero than to make it by hand.
Check the print examples of some of the models made using resin 3D printers.
Moreover, large decorative figurines made using resin 3D printers are more accurate than those made using FDM printers. After the LCD printer has finished its work, you don’t have to smoke the model for a long time to smooth out the layers.
For example, check this model of the bust of a girl.
Layout
FDM printers can be used for large and schematic layouts. However, their accuracy is not sufficient for making small parts.
When you have a 3D model, you can quickly make an accurate and detailed model of a building or an entire block.
Here are some print examples made using photopolymer 3D printers.
Conclusion
Despite all the advantages of photopolymer printers, there are small nuances that are common to all technologies. These include:
a) Washing the model
After printing, the model must be rinsed from resin residues. The best way is to use an ultrasonic alcohol bath. Depending on your model, you can also rinse it with a glass of isopropyl alcohol and a brush.
b) Additional illumination in the UV camera
After washing, the model must be “re-illuminated” in a UV camera,. Otherwise, the resin will not be strong.
To illuminate the model, you can use a regular UV lamp or a manicure machine. These will cost less than professional dryers, but may take longer for additional exposure. Make sure the lamps are in the correct UV spectrum before purchasing.
c) Strength of polymers
Despite the huge variety of resins, they are still inferior in strength to the plastic filaments used by FDM printers. The exception is some highly specialized resins.
For some people, these nuances can become significant disadvantages. However, despite this, photopolymer printers are used both as home printers and as work machines in various fields.
