LCD 대 DLP 3D 프린팅 기술 비교

현재 시장에서 인기 있는 레진 3D 프린팅 기술은 주로 SLA, DLP, LCD로 나뉩니다. 이 글에서는 주로 DLP와 LCD의 차이점에 대해 설명하겠습니다. DLP 디지털 광학 처리 기술은 이미지 신호를 디지털로 처리하여 빛을 투사합니다. LCD 액정 표시 기술은 액정의 광전 효과를 이용해 다양한 회색조와 색상의 이미지를 생성합니다.

• DLP 광경화 기술

1. 작동 원리

DLP는 "Digital Light Procession"의 약자로, 디지털 광 처리 기술을 의미합니다. 즉, 이미지 신호를 디지털 처리 후 빛으로 투사하는 방식입니다. 이는 텍사스 인스트루먼트에서 개발한 디지털 마이크로미러 소자 DMD를 기반으로 하여 시각적 디지털 정보 표시 기술을 완성한 것입니다. DLP 3D 프린팅 기술의 기본 원리는 디지털 광원이 액체 감광성 수지 표면에 층별로 표면광 형태로 투사하여 각 층을 경화시키고 형성하는 것입니다.

DLP 프로젝터는 렌즈를 통해 빛을 DMD(수천 개의 마이크로 미러로 구성된 장치)에 투사하여 한 층의 이미지를 생성하며, 이 빛은 수지 탱크 바닥으로 향해야 합니다. 따라서 DLP 프로젝터의 빛은 작은 광원에서 넓은 영역을 커버하도록 확장되어야 합니다. 본질적으로, 이는 더 넓은 모델일수록 가장자리 주변에 픽셀 왜곡이 발생할 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 또한, DLP 프로젝터의 픽셀 수는 인쇄 크기와 상관없이 동일합니다. 이는 동일한 DLP 프린터에서 더 작고 좁은 인쇄물이 더 높은 정밀도로 제작될 수 있음을 뜻합니다. 이 효과를 시각화하기 위해 스마트폰으로 찍은 사진을 생각해 보십시오. 사진을 확대할수록 선명도가 떨어집니다. 이것이 DLP 프린터로 큰 물체를 인쇄할 때 발생하는 현상으로, 물체가 "축소"되는 것과 같습니다. 다만, 왜곡 보정은 더 나은 품질의 부품을 갖춘 전문 장비에서 수행할 수 있다는 점을 염두에 두는 것이 중요합니다. 또한, "축소" 문제는 DLP 프린터의 인쇄 품질이 떨어진다는 의미가 아니라, 해상도가 더 작은 인쇄물에 집중되어 있다는 의미입니다.

여기서 언급된 DLP 광원은 텍사스 인스트루먼트의 광학 기계를 맞춤 제작한 버전으로, 주로 광로 코팅을 제거하고 UV LED 램프 비드를 교체하며 광로를 재조정하는 등의 작업을 포함합니다. 그 특징은 수명이 길고 전력 소비가 적으며, 일반적으로 몇 와트에 불과하고 광원 활용률이 95% 이상에 달한다는 점입니다. 특별히 맞춤 제작된 광학 부품은 균일한 광 강도와 낮은 왜곡을 자랑합니다. 일부 제조업체에서 개발한 마더보드는 LED의 출력 광 강도를 제어할 수 있어 인쇄 정확도와 속도를 유연하게 조절할 수 있으며, 재료 선택도 가능하여 시장의 다양한 소모품에 적응할 수 있습니다. 크기가 작아 기계를 매우 작게 제작할 수 있습니다.

• LCD (선택 영역 광경화 기술)

LCD는 3D 프린팅 기술에서 떠오르는 신기술입니다. 최근 몇 년간 인기를 얻고 있습니다. 비용이 크게 절감되었고 진입 장벽도 낮아졌습니다. 정밀도는 DLP와 견줄 만합니다. 자외선 조사로 수지를 경화시키는 성형 방식을 사용합니다. LCD 3D 프린터의 작동 원리는 액정 화면의 LCD 영상 원리를 이용하는 것입니다. 컴퓨터와 디스플레이 회로에 의해 구동되며, 컴퓨터 프로그램이 영상 신호를 제공하면 액정 화면에 선택적으로 투명한 영역이 나타납니다. 자외선은 투명한 영역을 통과하여 수지를 조사합니다. 탱크 내의 감광성 수지 소모품이 노출되어 경화됩니다. 각 층의 경화 시간이 끝나면 플랫폼 팔레트가 경화된 부품을 들어 올려 수지 액체가 보충되고 재유동되도록 합니다. 플랫폼은 다시 내려가고, 모델과 방출 필름 사이의 얇은 층이 다시 자외선에 노출됩니다. 그 결과, 층층이 경화되어 아름다운 3차원 모델로 출력됩니다. 따라서 이 원리로 영상을 구현하는 LCD 3D 프린터를 "LCD 3D 프린터"라고도 부릅니다.

레진 탱크에 전체 레이어를 노출시키지만, UV 빛은 프로젝터의 LED 배열 대신 LCD를 통해 전달됩니다. 화면은 마스크 역할을 하여 현재 레이어에 필요한 픽셀만 표시합니다. 이러한 방식으로 SLA 및 DLP와 같은 특수 장비 없이도 빛을 제어할 수 있습니다.

LCD 3D 프린터는 일련의 UV LCD를 광원으로 사용합니다. 평면 LCD 패널에서 나오는 빛이 평행하게 빌드 영역에 직접 닿습니다. 이 빛은 확산되지 않기 때문에 LCD 인쇄에서는 픽셀 왜곡 문제가 더 이상 발생하지 않습니다.
이는 LCD 프린터의 인쇄 품질이 LCD 해상도에 따라 달라진다는 것을 의미합니다. 픽셀이 많을수록 인쇄 품질이 더 좋아집니다. 해상도 정확도는 0.05mm일 수 있으며, 포맷도 매우 클 수 있습니다. 또한 비용이 저렴하며, 핵심 부품은 LCD 화면, 메인보드, Z축 트랙입니다.

LCD 화면 자체가 자외선을 두려워하기 때문에 자외선에 노출되면 빠르게 노화됩니다. 이 기술 자체는 고출력 자외선 조사를 필요로 하며, 매우 적은 양의 자외선을 사용해 경화시키기 때문에 DLP에 비해 수명이 상대적으로 짧습니다. 구매 시에는 주로 크기, 해상도, Z축 안정성에 따라 결정되며, 가장 중요한 고려 사항은 분해 및 교체가 편리한지 여부입니다.

가격 측면에서, DLP의 하드웨어 비용이 본질적으로 높기 때문에 가격이 LCD의 10배에 달하는 경우가 많습니다. 높은 디테일과 빠른 출력 속도가 필요한 전문가라면 전문 DLP 프린터 사용을 고려하는 것이 좋습니다. 반면, 레진 3D 프린팅 초보자라면 LCD가 좋은 선택이 될 것입니다.