La photopolymérisation en cuve, et plus précisément la stéréolithographie laser (SL/SLA), a été la première technologie d'impression 3D commercialisée. Inventée en 1984 par Chuck Hull, brevetée en 1986, elle a donné naissance à la société 3D Systems. Le procédé utilise un faisceau laser pour polymériser un monomère photoactif dans une cuve. Les couches photopolymérisées (durcies) adhèrent à un plateau de construction dont la hauteur dépend du matériel utilisé, permettant ainsi la formation de couches successives. Les systèmes SLA peuvent également produire des pièces très petites et précises grâce à un faisceau laser de petit diamètre, un procédé appelé micro-SLA ou µSLA. Ils peuvent aussi fabriquer des pièces de très grande taille en utilisant un faisceau plus large et des temps de production plus longs, dans des volumes de construction supérieurs à deux mètres cubes.
L'imprimante stéréolithographique SLA-1 (SLA), la première imprimante 3D commerciale, a été introduite par 3D Systems en 1987.
Il existe aujourd'hui plusieurs variantes de la technologie de photopolymérisation en cuve. La première apparue après la stéréolithographie (SLA) est la technologie DLP (Digital Light Processing), développée par Texas Instruments et commercialisée en 1987. Au lieu d'utiliser un faisceau laser pour la photopolymérisation, la technologie DLP utilise un projecteur de lumière numérique (semblable à un vidéoprojecteur classique). Elle est ainsi plus rapide que la SLA, car elle permet de photopolymériser une couche entière de l'objet en une seule opération (procédé dit « planaire »). Cependant, la qualité des pièces dépend de la résolution du projecteur et se dégrade avec l'augmentation de la taille.
À l'instar de l'extrusion de matériaux, la stéréolithographie est devenue plus accessible grâce à la disponibilité de systèmes à bas coût. Les premiers systèmes économiques étaient basés sur les procédés SLA et DLP originaux. Cependant, ces dernières années, une nouvelle génération de systèmes ultra-compacts et économiques, utilisant des sources lumineuses LED/LCD, a vu le jour. L'évolution suivante de la photopolymérisation en cuve est connue sous le nom de photopolymérisation « continue » ou « sans couche », généralement basée sur une architecture DLP. Ces procédés utilisent une membrane, généralement d'oxygène, pour permettre des cadences de production plus rapides et continues. Le brevet de ce type de stéréolithographie a été déposé pour la première fois en 2006 par EnvisionTEC, une société spécialisée dans la technologie DLP, devenue depuis ETEC après son rachat par Desktop Metal. Toutefois, Carbon, une entreprise de la Silicon Valley, a été la première à commercialiser cette technologie en 2016 et s'est depuis imposée comme leader du marché. La technologie de Carbon, appelée DLS (Digital Light Synthesis), offre des cadences de production nettement supérieures et la possibilité de fabriquer des pièces avec des matériaux hybrides durables, combinant thermodurcissables et photopolymères. D'autres sociétés, telles que 3D Systems (Figure 4), Origin (qui fait maintenant partie de Stratasys), LuxCreo, Carima et d'autres, ont également introduit des technologies similaires sur le marché.
Date de publication : 29 mars 2025
