Souvent considérées comme similaires, les technologies DLP et LCD sont en réalité très différentes.
Souvent considérées comme similaires, les technologies DLP et LCD sont en réalité très différentes. En particulier si vous souhaitez imprimer des matériaux hautes performances et que vous recherchez la précision et la qualité des pièces : ne vous laissez pas induire en erreur en pensant qu'elles sont interchangeables. Nous vous expliquons pourquoi.
À mesure que l'impression 3D s'étend à la production, de nouvelles technologies d'impression de pièces de production apparaissent. Parmi celles-ci, les technologies DLP (Digital Light Processing ou traitement numérique de la lumière) et LCD (Liquid Crystal Display ou affichage à cristaux liquides, également appelée stéréolithographie masquée ou mSLA) sont celles qui connaissent le plus de succès. Toutes deux utilisent une résine photopolymère en cuve pour créer des pièces, couche par couche, par projection de lumière, et toutes deux offrent des temps d'impression rapides en projetant une couche entière en une seule fois. Les entreprises qui proposent des technologies LCD (Nexa3D, Photocentric et les imprimantes bas de gamme comme Anycubic et Phrozen, etc.) comparent leur technologie LCD à la technologie DLP, mais c'est un peu comme si l'on comparait des pommes à des oranges. Les deux technologies présentent en fait plusieurs différences critiques qu'il est important de bien comprendre, car elles déterminent de manière cruciale les possibilités de l'imprimante, c'est-à-dire les matériaux et les géométries qu'il est possible d'imprimer de manière satisfaisante. DLP et LCD - Examinons leurs différences et la façon dont elles affectent les capacités de l'imprimante.
La technologie DLP utilise un projecteur numérique pour projeter de la lumière sur la résine, ce qui donne une impression extrêmement précise et détaillée. La technologie LCD utilise un ensemble de LED qui sont projetées à travers un écran de masquage. Ces différentes sources de lumière UV, dont l'intensité varie forcément un peu, réduisent l'uniformité de l'impression, certains écrans présentant des traînées de lumière entre les pixels. Cela se traduit par un durcissement de moins bonne qualité de la couche. La lumière UV dégrade également la matière organique des cristaux liquides de manière rapide et uniforme, ce qui entraîne une diminution de la précision au fil du temps.
Les différentes méthodes de projection de la lumière entraînent un durcissement différent des pièces. L'écran LCD absorbant la majeure partie de l'énergie (jusqu'à 90 %), la technologie LCD présente souvent un rayonnement (quantité d'énergie par unité de surface) inférieur à celui de la technologie DLP (afin d'éviter une dégradation trop rapide des panneaux LCD). Les pièces durcies à un degré moindre dans l'impression auront des propriétés mécaniques inférieures après le post-durcissement que celles durcies à un degré plus élevé dans le système. Les pièces plus fragiles peuvent nécessiter davantage de supports pour les renforcer et les stabiliser pendant l'impression, en particulier lorsqu'il s'agit de parties en saillie, de ponts, d'îlots et de grandes sections transversales (pièces volumineuses). En outre, le retrait des pièces d'une imprimante LCD doit se faire avec plus de précautions pour éviter tout dommage.
Au cœur du moteur d'éclairage DLP se trouve le micro-système DMD (digital micromirror device, matrice de micro-miroirs) de Texas Instruments, qui offre une résolution maximale de 4K. Plus la taille de la zone projetée est importante, plus la taille des pixels projetés est grande (et plus la résolution XY des pièces est faible). Les écrans LCD peuvent être fabriqués dans des tailles plus importantes, la technologie LCD est donc mieux adaptée à l'impression d'objets plus grands.
Le micro-système DMD est fabriqué avec des tolérances très strictes, tandis que le panneau LCD est fabriqué pour être peu coûteux (une nécessité pour un consommable). Des tolérances serrées se traduisent par une meilleure répétabilité. Les impressions DLP peuvent être reproduites de manière fiable avec des résultats constants au fil du temps, ce qui en fait un choix populaire pour la production finale. Si les exigences ne sont pas trop rigoureuses, l'écran LCD est une solution moins onéreuse.
La technologie LCD est limitée à un moteur d'éclairage d'une longueur d'onde de 405 nm, car des longueurs d'onde supérieures dégradent trop rapidement l'écran LCD. La technologie DLP intègre une source lumineuse de 385 nm. Le pic de réactivité de la plupart des résines étant inférieur à 400 nm, la technologie DLP permet d'utiliser une gamme plus étendue de matériaux, en particulier des résines haute performance. Les différentes longueurs d'onde affectent également le durcissement de la résine, la qualité des pièces et les propriétés mécaniques : à 405 nm, le durcissement est moins efficace, même si les pièces reçoivent la même dose d'énergie ; la lumière pénètre plus profondément, dispersant l'énergie au-delà de la couche en cours d'impression. À 385 nm, la lumière UV reste concentrée sur chaque couche (pour une impression plus précise), tandis qu'à 405 nm, elle est beaucoup plus susceptible de durcir à cœur : un durcissement qui traverse la géométrie de la pièce, qui durcit une trop grande quantité de résine et qui ruine la précision des caractéristiques complexes. L'efficacité de l'impression à 405 nm est fortement affectée par de minuscules variations de la longueur d'onde, tandis que l'efficacité de l'impression à 385 nm est plus stable.
La technologie LCD est généralement moins chère que la technologie DLP. La conception des imprimantes LCD est plus simple et nécessite moins de composants coûteux. Le projecteur numérique utilisé dans les imprimantes DLP est un composant haut de gamme qui peut faire grimper le coût total de l'imprimante, de même que l'optique nécessaire pour utiliser la lumière UV de 385 nm, qui est absorbée par les optiques bon marché. L'imprimante LCD est donc plus adaptée à un budget limité.
La lumière UV dégrade rapidement l'écran de l'imprimante LCD, si bien qu'il doit être remplacé fréquemment. Cela en fait un consommable qui peut augmenter le coût global d'exploitation d'une imprimante LCD. Le coût initial d'une imprimante DLP est plus élevé, mais son fonctionnement est moins coûteux. Lorsque vous comparez le coût de différentes technologies, veillez à calculer le coût total de possession plutôt que le seul prix d'achat de l'imprimante.
Conclusion : Les imprimantes LCD et DLP peuvent toutes deux imprimer certaines pièces et certains matériaux. Dès que l'on commence à imprimer des conceptions spécifiques à l'aide de matériaux hautement spécialisés, pour des projets exigeant une répétabilité, une qualité constante et une grande précision, l'écran LCD a du mal à suivre. Où se situe le point de démarcation ? La réponse est très complexe et dépend de nombreux détails. Là où se cache le diable... Consultez cette page pour un échange plus approfondi sur les différences entre DLP et LCD. Ou encore mieux : Abonnez-vous.
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