Impression 3D DLP et LCD :différences clés et comparaison d'experts

Les imprimantes DLP (Digital Light Processing) et LCD (Liquid Crystal Display) sont des technologies d'impression 3D à base de résine (ou polymérisation en cuve). Les deux procédés fonctionnent grâce à une résine photosensible stockée dans un réservoir et durcie par une source de lumière. Cette source de lumière est utilisée pour solidifier la résine. Il crée un produit imprimé couche par couche sur une plate-forme de construction qui s'élève lentement du réservoir au fur et à mesure que la pièce se forme. La principale différence entre le DLP et le LCD réside dans le type de source lumineuse. Le DLP utilise un projecteur numérique pour durcir la résine tandis que le LCD utilise des LED UV qui brillent à travers un écran LCD.  

Ces technologies diffèrent également en termes de vitesse et de précision d’impression. En moyenne, les machines DLP impriment plus rapidement car leurs lumières sont plus intenses. Ils fonctionnent également bien en termes de précision à petite échelle. Les imprimantes LCD haut de gamme, en revanche, sont généralement plus précises lors de l'impression de modèles plus grands.

Cet article comparera plus en détail les imprimantes 3D DLP et LCD, y compris leurs caractéristiques et différences uniques.

Définition du DLP et comparaison avec l'écran LCD

La technologie DLP a été inventée pour la première fois par Texas Instruments en 1987. Elle a été l'une des premières techniques d'impression 3D à être inventée. Comparé au LCD, le DLP est une technologie mature et donc plus largement disponible. 

Avec DLP, un écran de projection numérique est utilisé pour faire apparaître une impression de chaque couche. La lumière est dirigée sélectivement depuis le dessous du réservoir de résine à l’aide d’un dispositif à micromiroir numérique (DMD). Un DMD contient un ensemble de miroirs pivotants microscopiques. Chaque miroir représente un voxel (un pixel tridimensionnel) dans « l’image » projetée par la machine. La lumière détermine la position du voxel durci dans la couche donnée. Quelle que soit la taille de l’image, le nombre de pixels DMD reste le même. La taille du modèle impacte ainsi la précision de l'impression. DLP fonctionne mieux pour l’impression de pièces à petite échelle. 

Les objectifs de l'imprimante DLP manipulent la taille de « l'image » projetée. Forcer un petit DMD à couvrir une zone d'impression plus large peut entraîner une distorsion des voxels près des bords de l'espace de construction. Les voxels déformés sont plus courants dans les imprimantes DLP moins chères. 

Pour en savoir plus, consultez notre article sur le traitement numérique de la lumière.

Quels sont les avantages du DLP par rapport au LCD ? 

Le DLP présente les avantages suivants par rapport à ses homologues LCD :

• DLP est une technologie mature, avec des imprimantes haut de gamme très précises disponibles.
• Le DLP est plus courant que l'écran LCD.
• Le DLP s'adapte à un plus large éventail de cas d'utilisation que le LCD.
• Le DLP offre des vitesses d'impression plus élevées que l'écran LCD.
• Le DLP nécessite moins de maintenance que le LCD.

Quels sont les inconvénients du DLP par rapport au LCD ? 

Le DLP présente les inconvénients suivants par rapport au LCD :

• Les imprimantes 3D DLP moins chères peuvent souffrir de distorsion dans certains cas d'utilisation.
• Étant donné que DLP utilise des objectifs pour mettre à l'échelle l'"image", la distorsion des voxels est courante, en particulier sur les bords de la zone de construction. 

Définition LCD et comparaison avec DLP

L'impression 3D LCD (également connue sous le nom de MSLA ou Masked Stereolithography) est une technologie relativement nouvelle, conçue comme une alternative abordable au DLP et à la stéréolithographie. Il est similaire au DLP dans la mesure où une couche entière de résine peut être durcie en une seule fois. Cependant, contrairement au DLP, le LCD utilise un ensemble de LED ultraviolettes comme source de lumière. Il utilise également un écran LCD pour masquer sélectivement la lumière UV afin de garantir que seules les zones sélectionnées de la résine sont durcies dans la couche. Une densité LCD plus élevée signifie que le masque a plus de pixels disponibles et peut ainsi créer des images plus nettes et des pièces de plus haute résolution. 

Il est important de faire la distinction entre les imprimantes LCD dotées d’écrans mono-LCD et LCD couleur. Les écrans mono-LCD durent beaucoup plus longtemps et impriment beaucoup plus rapidement que leurs homologues couleur. En effet, les écrans LCD monochromes laissent passer plus de lumière et présentent une meilleure résistance thermique. Le résultat global est un taux de durcissement de la résine plus rapide et une durée de vie plus longue que les écrans couleur traditionnels. L'écran mono-LCD a été spécialement conçu pour combler certaines lacunes des écrans LCD couleur classiques et élève l'impression 3D LCD à un nouveau niveau. 

Les imprimantes LCD sont orientées vers la fabrication de masse et l’impression précise de composants plus grands. Le DLP, en revanche, est plus précis pour les détails à petite échelle. Les imprimantes LCD sont également moins chères que les imprimantes DLP présentant des spécifications comparables. 

Quels sont les avantages de l'écran LCD par rapport au DLP ? 

Les écrans LCD présentent les avantages suivants par rapport à leurs homologues DLP :

• Les écrans LCD ont tendance à offrir une meilleure qualité d'impression que les machines DLP bas de gamme.
• L'écran LCD est une meilleure option pour les composants volumineux qui ne présentent pas de détails fins.

Quels sont les inconvénients de l'écran LCD par rapport au DLP ? 

L'écran LCD présente les inconvénients suivants par rapport au DLP :

• Les imprimantes LCD ont une durée de vie plus courte que les imprimantes DLP. Les écrans LCD doivent être remplacés plus souvent que les DLP DMD. Cela augmente le coût de vie des imprimantes LCD. 
• L'impression LCD a tendance à être plus lente que celle DLP.
• Les résultats LCD sont moins précis que ceux du DLP, en particulier lorsque l'on compare les versions haut de gamme des deux systèmes.

Tableau de comparaison entre DLP et LCD

Le tableau suivant présente certains des points de comparaison entre DLP et LCD :

Attribut DLP LCD

Attribut

Moins cher

DLP

Non

LCD

Oui

Attribut

Convient à un usage amateur

DLP

Non

LCD

Oui

Attribut

Précision supérieure (petits modèles)

DLP

Oui

LCD

Non

Attribut

Précision supérieure (grands modèles)

DLP

Non

LCD

Oui

Attribut

Volumes d'impression élevés

DLP

Oui

LCD

Non

Attribut

Large gamme d'options de matériaux

DLP

Oui

LCD

Non

Attribut

Nécessite un post-traitement

DLP

Oui

LCD

Oui

Attribut

Vitesse d'impression

DLP

Très rapide

LCD

Rapide

Attribut

Fourchette de coût approximative

DLP

500 $ à 100 000 $

LCD

200 $ à 2 500 $

Tableau. Comparaison DLP et LCD

Les imprimantes DLP et LCD peuvent imprimer une couche complète à la fois, ce qui en fait l'une des imprimantes 3D les plus rapides disponibles. Une imprimante LCD d'entrée de gamme coûte entre 200 et 1 000 dollars. Les imprimantes DLP commencent à 500 $ pour les imprimantes d'entrée de gamme et peuvent aller jusqu'à 100 000 $ pour un usage commercial. 

DLP et LCD :comparaison des technologies

Le DLP est une technologie plus ancienne et plus établie que l’impression LCD. Bien qu’il existe de nombreuses similitudes entre les deux, la principale différence réside dans la source de lumière utilisée pour durcir la résine d’impression. DLP utilise un projecteur à haute intensité comme source de lumière et la dirige avec des milliers de minuscules miroirs. Les imprimantes LCD remplacent cette configuration par un écran LCD pour masquer la lumière UV provenant d'un ensemble de lumières LED. 

Dans l'ensemble, les imprimantes LCD sont construites avec des composants moins chers que les imprimantes DLP. Cependant, les écrans LCD ont une durée de vie plus courte que les matrices de miroirs DLP. De plus, les écrans bas de gamme ont tendance à laisser passer la lumière de manière moins qu’uniforme. Il en résulte une qualité et une précision variables d'un lot à l'autre et d'une machine à l'autre.  

DLP et LCD :comparaison des matériaux

Les imprimantes DLP et LCD utilisent toutes deux de la résine liquide. Le DLP utilise une source lumineuse de haute puissance et de plus haute intensité qui peut fonctionner sur une plus large gamme de résines. Cela donne à DLP plus d'options en termes de qualité des matériaux. Les imprimantes LCD, quant à elles, utilisent des LED UV de faible intensité qui nécessitent des résines moins visqueuses et à durcissement rapide. Cela limite les types de matériaux pouvant être utilisés et a un impact sur la qualité du produit final.

DLP et LCD :comparaison des applications de produits

Le DLP est très précis dans les impressions étroites et à petite échelle. Cela le rend très utile pour les bijoux ou les implants dentaires, où la précision est essentielle. L’écran LCD, en revanche, est peu coûteux et très précis pour le prix. Ce prix bas le rend idéal pour les amateurs. L’écran LCD est également idéal lorsque le prix est plus important que la précision absolue. Cela peut être précieux pour un usage industriel, certaines applications dentaires et la fabrication.

DLP et LCD :comparaison des volumes d'impression

Les machines DLP sont disponibles pour les amateurs, les professionnels et les applications industrielles nécessitant de gros volumes d'impression. L’écran LCD est une technologie plus récente et n’a pas autant pris de l’ampleur pour un usage industriel. Par conséquent, les imprimantes LCD à grand volume ne sont pas encore courantes, même si cette capacité s’améliore progressivement. 

DLP et LCD :comparaison de l'état de surface

Les versions moins coûteuses des systèmes DLP et LCD peuvent toutes deux présenter des problèmes de finition de surface et de qualité d'impression. Le DLP produit des distorsions sur les bords d'une impression, en particulier dans les parties larges. Les pièces LCD peuvent également s'avérer imparfaites en raison d'incohérences dans les LED, en particulier avec des machines plus grandes et des impressions plus grandes. Les deux méthodes de production doivent être suivies d’un post-traitement pour finaliser les surfaces des pièces. Généralement, les pièces DLP offrent de meilleures finitions de surface et une meilleure qualité d'impression, en particulier avec les imprimantes haut de gamme. 

DLP et LCD :comparaison des coûts

DLP et LCD sont tous deux disponibles à des prix abordables. Une imprimante DLP d'entrée de gamme peut être achetée pour seulement 500 $, tandis que les imprimantes de qualité professionnelle commencent à 2 000 $. Les imprimantes LCD, quant à elles, sont disponibles entre 200 $ et 1 000 $.

Quelles sont les alternatives mutuelles au DLP et au LCD ?

Il existe quelques technologies alternatives aux imprimantes DLP et LCD. À titre d'exemple :

• Stéréolithographie (SLA) : SLA est une technologie d'impression 3D à base de résine connue pour sa précision. Il est similaire au DLP et au LCD dans son utilisation de photopolymère durci par la lumière UV.

Quelles sont les similitudes entre le DLP et l'écran LCD ?

DLP et LCD partagent plusieurs similitudes. Les deux technologies :

• Le DLP et l'écran LCD fonctionnent en durcissant une résine photosensible via une source de lumière.
• DLP et LCD polymérisent une couche complète de résine à la fois.
• Le DLP et l'écran LCD sont tous deux connus pour leur rapidité de création.

Quelles sont les autres comparaisons entre le DLP et l'écran LCD ?

Une technologie d'impression 3D similaire au DLP comprend :

• DLP contre FDM : FDM (Fusion Deposition Modeling) et DLP permettent un modèle de fabrication à la demande pour de nombreux produits. Ils disposent également d’un flux de travail de pré-production similaire lors de la préparation des conceptions. Pour plus d'informations, consultez notre article complet sur l'impression 3D FDM ou DLP.

Quelles sont les autres comparaisons pour les écrans LCD en dehors du DLP ?

Une technologie d'impression 3D qui partage des similitudes avec l'écran LCD comprend :

• LCD ou SLS : SLS utilise un laser pour fusionner de la poudre dans un objet imprimé en 3D. Il s’agit d’une technologie industrielle établie qui se compare à l’écran LCD en termes de précision et de vitesse d’impression.  

Résumé

Cet article résume les différences entre les technologies d'impression 3D DLP et LCD.

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Dean McClements

Dean McClements est titulaire d'un baccalauréat spécialisé en génie mécanique et possède plus de deux décennies d'expérience dans l'industrie manufacturière. Son parcours professionnel comprend des rôles importants dans des entreprises de premier plan telles que Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace et Hyster-Yale, où il a développé une compréhension approfondie des processus d'ingénierie et des innovations.

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