Quelles sont les technologies d’impression 3D résine ?
L’impression 3D résine est la première famille de technologie d’impression 3D à avoir été mise au point. Il existe aujourd’hui plusieurs procédés d’impression 3D basés sur l’utilisation d’une résine photosensible. Les imprimantes 3D de ces procédés fonctionnent toutes sur le même principe :
une source de lumière polymérise une résine photosensible afin de la durcir localement et ainsi de produire les différentes couches de la pièce à produire. Les différences entre les procédés d’impression 3D résine se trouvent dans la source lumineuse utilisée afin de polymériser la résine. Nous n’entrerons pas dans le détail des différences entre ces procédés, ni dans le débat que quelle technologie est la meilleure, ceci fera l’objet d’un autre article. En revanche, nous allons vous présenter succinctement ces procédés.
Quels sont leurs principes de fonctionnement ?
La stéréolithographie (SLA)

Le procédé d’impression 3D résine par Stéréolithographie utilise un laser pour polymériser la résine. Un
rayon laser est généré, puis en rebondissant sur plusieurs miroirs pilotés par l’imprimante 3D, le laser entre en contact avec de la résine préalablement placée dans un bac dont le fond laisse passer la lumière. Lorsque le faisceau laser entre en contact avec la résine au fond du bac, celle-ci se durcit instantanément. Au début de l’impression, le plateau de fabrication (mobile verticalement suivant l’axe Z) descend dans le bac, ne laissant entre sa surface et le film transparent que l’épaisseur de la première couche à polymériser. Ensuite, le laser est projeté et vient solidifier la résine sur son point d’impact. L’imprimante bouge alors ses miroirs afin de faire parcourir au laser, toute la section de la pièce à imprimer (dans le plan XY). La première couche de l’objet est alors obtenue au fur et à mesure que le laser parcours sa surface. Lorsque celui-ci a parcouru l’ensemble de la section de la pièce, le plateau remonte suivant Z de la hauteur de la couche suivante, puis le processus se répète couche après couche.
Finalement, la pièce est imprimée, accrochée et suspendue au plateau de fabrication. Il ne reste plus qu’à la décrocher et la post-traiter aux UV afin de terminer sa polymérisation.
Le Digital Light Processing (DLP)

Le procédé d’impression 3D résine par
DLP utilise un projecteur UV pour projeter au fond du bac de résine, l’image de la section de la pièce à polymériser. Toute la couche de la pièce est donc solidifiée en même temps. La lumière émise par le projecteur UV étant diffuse et moins puissante que celle véhiculée par le rayon laser utilisé en SLA, le projecteur doit maintenir pendant quelques instant l’image de la section de la pièce afin que la quantité de lumière générée soit suffisante pour permettre une polymérisation de toute la section.
Une fois la section polymérisée, le plateau d’impression remonte suivant Z et la couche « n » est imprimée sur la couche « n-1 » préalablement polymérisée.
Finalement, la pièce est imprimée, accrochée et suspendue au plateau de fabrication. Il ne reste plus qu’à la décrocher et la post-traiter aux UV afin de terminer sa polymérisation.
Le Liquid Crystal Display (LCD) aussi appelé MSLA

Le procédé d’impression 3D résine
LCD ou MSLA utilise un écran LED pour générer de la lumière. Cette lumière passe ensuite par un masque opacifiant. Ce masque est composé de pixels pouvant être actifs (laissant passer la lumière) ou bien passifs (ils sont alors noircis et ne laissent pas passer la lumière). Ce maque ne laisse actifs que les pixels qui composent la section de la pièce à imprimer. Il en résulte que seule un image de cette section atteint le fond du bac de résine et que cette section uniquement est polymérisée. Du fait que la totalité de l’écran LED est utilisé au cours de cette opération, une plus grande quantité de lumière est reçu durant le même intervalle de temps qu’avec le procédé DLP, ce qui conduit à un procédé plus rapide.
Une fois la section polymérisée, le plateau d’impression remonte suivant Z et la couche « n+1 » est imprimée sur la couche « n » préalablement polymérisée. Finalement, la pièce est imprimée, accrochée et suspendue au plateau de fabrication. Il ne reste plus qu’à la décrocher et la post-traiter aux UV afin de terminer sa polymérisation.
Quels sont leurs principaux avantages et inconvénients ?
Les différents procédés d’impression 3D résine possèdent entre eux des avantages et des inconvénients. Nous n’allons pas traiter ici de ces différences car elles sont minimes comparer à celles entre cette famille de procédés et le reste des procédés d’impression 3D (FDM ou SLS). C’est donc entre les procédés d’impression 3D résine et les autres procédés d’impression 3D que nous allons nous pencher ici. La liste que nous proposons ci après n’est pas exhaustive et un approfondissement de cette technologie en fonction de vos besoins doit être effectué afin de valider ou non sa pertinence.
Les avantages :
- Les procédés d’impression 3D résine possèdent une grande précision suivant Z (de l’ordre de 10 microns) et suivant XY (taille du pixel pour les procédés LCD et DLP/MSLA ou du diamètre du faisceau pour le SLA, dans tous les cas d’environ 75 microns). Cette précision suivant Z est garante d’un excellent état de surface des pièces imprimées avec des couches quasiment indiscernables à l’œil nu.
- Procédé globalement beaucoup plus rapide que le procédé FDM pour l’obtention d’une même pièce.
- Les pièces produites auront une structure isotrope et donc un comportement mécanique identique dans toutes les directions.
- Imprimantes 3D pour particuliers et professionnels disponibles sur le marché.
Les inconvénients :
- Pièces mécaniquement faibles : les pièces obtenues par ces procédés sont constituées de résine photosensibles. Ces résines sont pour la plupart cassantes et les pièces produites sont donc moins résistantes que celles produites par FDM ou SLS.
- Ces technologies utilisent de la résine comme matériaux, cela nécessite un environnement de travail adapté (un plan de travail dédié) ainsi que l’utilisation de gants.
- Afin de compléter la polymérisation de la résine, un post-traitement UV des pièces produites est nécessaire une fois l’impression achevée.
- Impression mono-matériau uniquement.