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DLP- und LCD-3D-Drucker, wie unterschiedlich sind sie?

Der 3D-Druck auf Harzbasis ist eine beliebte Technologie im Bereich des 3D-Drucks, und jeder Markt hat eine Reihe von diesen 3D-Druckern in seiner Produktflotte. Sie hat massive Anwendungen in verschiedenen Branchen und ihre Entwicklung wird priorisiert, um die Druckqualität, die Finanzierbarkeit und den Zugang zu einer größeren Gruppe von Nutzern zu erhöhen.

DLP und LCD sind zwei der herausragendsten Technologien im Harz-3D-Druck. Beide arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip und sind in vielerlei Hinsicht vergleichbar. Es gibt jedoch auch einige gravierende Unterschiede, derer sich Anwender vor dem Kauf eines Resin-3D-Druckers bewusst sein müssen.

In diesem Blog konzentrieren wir uns auf DLP und LCD 3D-Drucker. Wir besprechen die verwendete Basistechnologie, ihre individuellen Vor- und Nachteile und wie gut sie mit Ihren spezifischen 3D-Druckanforderungen übereinstimmen.

DLP and LCD 3D Printers, How Different Are They?

Die Grundlagen des 3D-Drucks auf Harzbasis

Der 3D-Druck auf Harzbasis fällt unter die weit gefasste Kategorie der Vat-Photopolymerisation, die als eine der wichtigsten Arten von 3D-Drucktechniken gilt. Das Konzept dreht sich um die Fähigkeit von flüssigen, lichtempfindlichen Harzen, sich zu verfestigen, wenn sie einer Form von Lichtenergie ausgesetzt werden.

Der Harz-3D-Druck nutzt diese Fähigkeit, um 3D-Objekte aus verflüssigten Harzen zu erstellen, die selektiv mit Licht belichtet werden, um die gewünschten Bereiche des Harzes zu verfestigen. Nur die Teile des Harzes werden Teil des 3D-Drucks, die durch die Lichtquelle verfestigt werden, der Rest bleibt flüssig.

Ein üblicher Aufbau für den Harz-3D-Druck umfasst eine Schale oder einen Bottich (in der Fachsprache), der mit dem flüssigen Harz gefüllt ist, eine Lichtquelle und einen Mechanismus, um die Lichtquelle auf den spezifischen Punkt im Harz zu richten, der verfestigt werden muss.

Außerdem gibt es eine Bauplattform, die sich mit bemerkenswerter Präzision innerhalb des Bottichs auf und ab bewegen kann. Für jede neue Schicht taucht die Bauplattform bis zum Boden des Bottichs ab und hinterlässt nur einen winzigen Spalt (in den meisten Fällen 0,5 mm), in dem die Schicht gebaut wird, die an der Plattform klebt. Für die nachfolgenden Schichten bewegt sich die Plattform jedes Mal ein wenig nach oben, wobei jede neue Schicht innerhalb des neu entstandenen Spalts gebaut wird und an der darüber liegenden Schicht haftet. Das Harz-basierte 3D-Druckmodell wird auf dem Kopf stehend gebaut, da das Licht vom Boden des Bottichs durchscheint.

Das ist harzbasierter 3D-Druck! Kommen wir nun zu den beiden spannenden Technologien, die wir besprechen wollen.

DLP-3D-Druck

Digital Light Processing, auch bekannt als DLP, nutzt einen digitalen Lichtprojektor als Lichtquelle, um Harze zu verfestigen. Diese Lichtquelle ist charakteristisch für diese Technologie und stellt einen wesentlichen Unterschied zu LCD dar.
Der Projektor strahlt sein Licht auf ein einzigartiges Gerät, das als DMD (Digital Micromirror Device) bekannt ist und aus einer großen Anzahl sehr kleiner Spiegel besteht, von denen jeder in der Lage ist, das Licht des Projekts in eine andere Richtung abzulenken. Für jede Schicht sind diese Spiegel in einer bestimmten Ausrichtung angeordnet, die den digitalen Lichtstrahl vom Projektor auf die Wanne reflektiert, und zwar genau in der Form der zu druckenden Schicht/Scheibe.

Die Spiegel sind in keiner Weise in der Lage, die Beschaffenheit der Lichtquelle zu verändern, sie leiten sie lediglich. Das bedeutet, dass die Anzahl der Pixel, die auf der Bauplattform erzeugt werden, die gleiche ist wie die des Projektors. Wenn also die Schicht etwas kleiner ist als der Strahl des Projektors, ist das Bild tatsächlich etwas schärfer und knackiger als das projizierte! Dies hat allerdings auch einen Nachteil. Das Gegenteil passiert, wenn die zu druckende Schicht größer ist als die Projektionsfläche des Projektors. In diesem Fall sinkt die Auflösung und es besteht auch die Gefahr von Verzerrungen an den Rändern, da das Licht etwas zu weit gebrochen wird (ähnlich wie der Elefantenfuß beim Filamentdruck).

Moderne, teurere DLP-3D-Drucker nutzen fortschrittliche Technologien, um dieses Verzerrungsproblem zu minimieren und sind recht gut darin, die Schichtqualität trotz Vergrößerung beizubehalten. Dies wurde in einem Maße erreicht, dass diese DLP-3D-Drucker problemlos als Produkte für den professionellen Einsatz qualifiziert werden können.

DLP gibt es aufgrund des Alters der Lichtquelle schon lange - Projektoren sind ein jahrhundertealtes Gerät, das vor allem in Kinos eingesetzt wird. Die Technologie ist also erprobt und bewährt.

LCD-3D-Druck

LCD-3D-Druck, auch bekannt als MSLA-3D-Druck, ist eine relativ neuere Technologie im Vergleich zu DLP. Wie bereits erwähnt, verwendet sie eine andere Lichtquelle als DLP: Ultraviolette LEDs, die durch einen LCD-Bildschirm leuchten.
Während LCD auch volle Schichten in der gleichen Zeit wie DLP-3D-Drucker erzeugt, hängt die Schichtqualität von der Auflösung des Bildschirms ab. Je höher die Pixeldichte des LCDs ist, desto besser ist die Druckqualität. Außerdem gibt es kein Problem mit Verzerrungen, da der vom LCD erzeugte Eindruck ohne Ablenkung auf das Harz übertragen wird. Da die Größe der ursprünglichen Projektion auf dem LCD nicht verändert wird, ist die Grundfläche des Drucks durch die Fläche des Bildschirms begrenzt, so dass für größere Drucke ein größerer Bildschirm erforderlich ist.

Die Kosten sind ein komplexes Thema bei LCD-3D-Druckern. Die Hardware ist billig, da die LCDs, die in diesen Geräten verwendet werden, praktisch die gleichen sind, die auch in Smartphones verwendet werden. Der Haken ist jedoch, dass sie häufig ausgetauscht werden müssen, um die Qualität zu erhalten. Die Vorstellung, dass LCD-3D-Drucker billig sind, ist richtig, aber man muss die Betriebskosten kennen.

DLP oder LCD: Welcher ist der beste für Sie?

DLP- und LCD-Drucker sind sich in den meisten Punkten recht ähnlich: Technologie, Druckqualität, Geschwindigkeit, Anwendungen usw. Aber sind sie auch gleich? Nein.

Es gibt ein paar Dinge, die Sie entscheiden müssen, bevor Sie sich für ein Gerät entscheiden. Lassen Sie uns zuerst über die Druckqualität sprechen. Wie bereits erwähnt, ist sie bei beiden 3D-Druckern vergleichbar. Die Oberfläche ist glatt und die Schichten sind nicht voneinander zu unterscheiden. Allerdings hat der DLP-Drucker in dieser Hinsicht die Nase vorn. Die billigeren Optionen sind mit LCD-Druckern vergleichbar, aber sobald Sie DLP-3D-Drucker der Mittelklasse in Betracht ziehen (die für Schichtverzerrungen und Verformungen sorgen), ist die Druckqualität viel detaillierter und feiner.

In Bezug auf die Kosten ist LCD die günstigere Option. Auch wenn der Bildschirm ausgetauscht werden muss, ist die Technologie selbst so weit verbreitet und günstig, dass DLP immer noch teurer ist. Dies geht allerdings auf Kosten der Qualität, die bekannt sein muss.

Die Kompatibilität mit dem Harzmaterial ist ein weiterer zu berücksichtigender Faktor. Die meisten Harze sind sowohl mit DLP- als auch mit LCD-3D-Druckern verwendbar, aber einige sind nur für einen von beiden geeignet. Das hängt von der Energieintensität der Lichtquelle ab. LCD verwendet eine Lichtquelle mit geringer Energie, daher sind Harze, die schnell aushärten, dafür geeignet. Wenn ein anderes Harz verwendet wird, härtet es nicht richtig aus und die strukturelle Integrität des Modells wird beeinträchtigt. Verständlicherweise ist DLP mit Harzen kompatibel, die aufgrund der hohen Energiedichte der Lichtquelle einige Zeit zum Aushärten benötigen.

Alles in allem kommt es darauf an, was Ihre spezifische Anwendung ist. Wer professionelle Qualität benötigt und ein höheres Budget zur Verfügung hat, sollte sich immer für DLP entscheiden, da es für Detailarbeiten besser geeignet ist. Verbraucher, die gerade erst anfangen oder Anwendungen mit geringerer Präzision und einem geringeren Budget haben, sollten LCD-3D-Drucker in Betracht ziehen, die in vielerlei Hinsicht ebenfalls recht gut sind.

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