LCD vs DLP 3D-Drucktechnologie Vergleich

Die derzeit auf dem Markt beliebte Harz-3D-Drucktechnologie wird hauptsächlich in SLA, DLP und LCD unterteilt. Dieser Artikel erklärt hauptsächlich den Unterschied zwischen DLP und LCD. Die DLP-Digitallichtverarbeitungstechnologie projiziert das Licht durch digitale Verarbeitung des Bildsignals. Die LCD-Flüssigkristallanzeigetechnologie nutzt den photoelektrischen Effekt von Flüssigkristallen, um Bilder mit unterschiedlichen Graustufen und Farben zu erzeugen.

• DLP-Lichtaushärtungstechnologie

1. Funktionsprinzip

DLP ist die Abkürzung für „Digital Light Processing“, also digitale Lichtverarbeitung. Das bedeutet, dass das Bildsignal nach der digitalen Verarbeitung in Licht projiziert wird. Es basiert auf dem von Texas Instruments entwickelten digitalen Mikromirror-Element, DMD, um die visuelle digitale Informationsanzeigetechnologie zu realisieren. Das Grundprinzip der DLP-3D-Drucktechnologie besteht darin, dass die digitale Lichtquelle schichtweise in Form von Flächenlicht auf die Oberfläche des flüssigen lichtempfindlichen Harzes projiziert wird und die Schichten ausgehärtet und geformt werden.

Ein DLP-Projektor erzeugt ein Bild einer Schicht, indem er Licht durch eine Linse auf einen DMD (Digital Micromirror Device) richtet, eine Anordnung von Tausenden von Mikromirrors, die das Licht dann zum Boden des Harztanks lenken müssen. Daher muss das Licht eines DLP-Projektors von einer kleinen Lichtquelle ausstrahlen, um eine große Fläche abzudecken. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass breitere Modelle eher Pixelverzerrungen an ihren Rändern aufweisen. Außerdem ist die Anzahl der Pixel bei einem DLP-Projektor unabhängig von der Druckgröße gleich. Das bedeutet, dass kleinere und schmalere Drucke mit größerer Präzision hergestellt werden können als breitere Drucke, die auf demselben DLP-Drucker gefertigt werden. Um diesen Effekt zu veranschaulichen, denken Sie an ein Foto, das Sie mit einem Smartphone machen. Wenn Sie in ein Foto hineinzoomen, nimmt die Schärfe ab. Genau das passiert, wenn große Objekte auf einem DLP-Drucker gedruckt werden – sie „schrumpfen“. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass Verzerrungskorrekturen bei professionellerer Ausrüstung mit hochwertigeren Komponenten vorgenommen werden können. Außerdem bedeutet das „Schrumpfen“-Problem nicht zwangsläufig, dass der DLP-Drucker eine schlechtere Druckqualität liefert, sondern nur, dass seine Auflösung stärker auf kleinere Drucke ausgerichtet ist.

Die hier erwähnte DLP-Lichtquelle ist eine kundenspezifische Version der optischen Maschine von Texas Instruments, bei der hauptsächlich die optische Beschichtung entfernt, durch UV-LED-Lampenperlen ersetzt und der optische Pfad neu justiert wird. Ihre Eigenschaften sind längere Lebensdauer, geringer Stromverbrauch, in der Regel nur wenige Watt, und die Ausnutzungsrate der Lichtquelle erreicht über 95 %. Speziell angefertigte optische Komponenten gewährleisten eine gleichmäßige Lichtintensität und geringe Verzerrung. Die von einigen Herstellern entwickelten Hauptplatinen können die Ausgangslichtintensität der LEDs steuern, sodass die Druckgenauigkeit und -geschwindigkeit flexibel geregelt und die Materialien ausgewählt werden können, was eine Anpassung an verschiedene Verbrauchsmaterialien auf dem Markt ermöglicht. Die Größe ist klein, sodass die Maschine sehr kompakt gebaut werden kann.

• LCD (Selektive Bereichslicht-Härtungstechnologie)

LCD ist eine aufstrebende Technologie im Bereich des 3D-Drucks. Sie ist in den letzten Jahren immer beliebter geworden. Die Kosten sind stark gesunken und die Einstiegshürde ist erreichbar. Die Präzision ist mit der von DLP vergleichbar. Es wird ultraviolette Bestrahlung verwendet, um Harz als Formgebungsverfahren zu härten. Das Funktionsprinzip des LCD-3D-Druckers basiert auf dem LCD-Bildgebungsprinzip des Flüssigkristallbildschirms. Angetrieben vom Computer und der Anzeigeschaltung liefert das Computerprogramm das Bildsignal, und auf dem Flüssigkristallbildschirm erscheint ein selektiv transparenter Bereich. Das ultraviolette Licht passiert den transparenten Bereich und bestrahlt das Harz. Das lichtempfindliche Harz im Tank wird belichtet und gehärtet. Wenn die Aushärtezeit jeder Schicht vorbei ist, hebt die Plattform den gehärteten Teil an, damit das Harz nachfließen und sich erneuern kann. Die Plattform senkt sich erneut ab, und die dünne Schicht zwischen dem Modell und der Trennfolie wird erneut ultraviolett bestrahlt. Dadurch wird sie schichtweise gehärtet und zu einem schönen dreidimensionalen Modell gedruckt. Daher wird der nach diesem Prinzip arbeitende LCD-3D-Drucker auch „LCD 3D-Drucker“ genannt.

Es belichtet auch eine vollständige Schicht auf dem Harztank, aber das UV-Licht gelangt durch das LCD anstelle des LED-Arrays des Projektors. Der Bildschirm fungiert als Maske und zeigt nur die Pixel, die für die aktuelle Schicht benötigt werden. Auf diese Weise ist keine spezielle Ausrüstung wie SLA und DLP erforderlich, um das Licht zu steuern.

LCD-3D-Drucker verwenden eine Reihe von UV-LCDs als Lichtquellen. Das Licht des Flachbild-LCD-Panels trifft direkt und parallel auf den Baubereich. Da sich dieses Licht nicht ausbreitet, ist eine Pixelverzerrung beim LCD-Druck kein Problem mehr.
Dies bedeutet, dass die Druckqualität eines LCD-Druckers von seiner LCD-Dichte abhängt. Je mehr Pixel, desto besser die Druckqualität. Die Auflösungsgenauigkeit kann 0,05 mm betragen, und das Format kann sehr groß sein. Zudem sind die Kosten niedrig, die Kernkomponenten sind ein LCD-Bildschirm, eine Hauptplatine und eine Z-Achsen-Schiene.

Da der LCD-Bildschirm selbst empfindlich gegenüber ultravioletten Strahlen ist, altert er nach Bestrahlung schnell. Diese Technologie erfordert selbst eine hochintensive UV-Bestrahlung und verwendet eine sehr geringe Menge an UV-Licht zum Aushärten, weshalb ihre Lebensdauer im Vergleich zu DLP relativ kurz ist. Beim Kauf hängt es hauptsächlich von der Größe, der Auflösung und der Stabilität der Z-Achse ab, und das Wichtigste ist, ob das Gerät einfach zu zerlegen und zu ersetzen ist.

Was den Preis betrifft, so ist der Hardwarepreis von DLP aufgrund seiner Bauweise von Natur aus hoch, weshalb der Preis oft das 10-fache von LCD beträgt. Wenn Sie ein Profi sind, der hohe Details und schnelle Druckgeschwindigkeit benötigt, wird empfohlen, einen professionellen DLP-Drucker in Betracht zu ziehen. Andererseits ist LCD eine gute Wahl, wenn Sie ein Anfänger im Resin-3D-Druck sind.