МАТЕРИАЛ ВЗЯТ С ПОРТАЛА 3DTODAY.RU
Современные фотополимерные 3D-принтеры: DLP, LCD, SLA
Разновидности 3d-принтеров, работающих с фотополимерными смолами.
На сегодняшний день существует несколько технологий засвечивания полимера в фотополимерных принтерах процесса «полимеризация в ванне».
Из них можно выделить три основных:
1) Классический SLA принтер с засвечиванием лазерным лучом (далее по тексту – SLA-принтер).
1) Классический SLA принтер с засвечиванием лазерным лучом (далее по тексту – SLA-принтер).
В промышленных принтерах, построенных на технологии фотополимерной печати данная технология является самой распространённой.
Схема работы 3d принтера, работающего по технологии SLA.
Лазерные луч может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.
Лазерные луч может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.
Лазерный луч через систему развертки (которая может быть реализована различными способами) засвечивает фотополимер, последовательно "оббегая" ванну. Модель формируется за счет включения-отключения лазера.
2) Принтер с засветкой фотополимера при помощи DLP-проектора (далее по тексту – DLP-принтер)
Схема работы 3d принтера, работающего по технологии DLP.
DLP-проектор может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.
DLP-проектор может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.
Фотополимер засвечивается DLP-проектором, который по-кадрово выводит сечение формируемой детали.
3) Принтер с засветкой фотополимера светодиодной УФ-матрицей с использованием в качестве маски доработанный LCD-дисплей (далее по тексту – LCD-технология)
Схема работы 3d принтера, работающего по технологии LCD.
Фотополимер засвечивается светодиодной матрицей, изображение формируется за счет LCD-дисплея, который покадрово выводит сечение формируемой детали.
Если отличия классической LSA технологии от DLP и LCD очевидны, то DLP и LCD-технологии засвечивания часто путают, что неправильно, так как каждая из этих технологий имеет свои особенности, которые влияют на возможности принтера, качество печати и т.п.
Ниже дано краткое сравнение этих трех технологий по ряду параметров.
1. Размер области печати по XY
SLA-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость (лучу надо успеть «оббежать» большую площадь.
DLP-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость печати и ниже разрешающая способность принтера.
LCD-принтер – область печати жестко привязана к размеру LCD-дисплея.
2. Скорость печати
SLA-принтер – самый «медленный» из трех технологий. Связано это с последовательной засветной и низкой мощностью лазера.
DLP-принтер – самый «быстрый», связано с высокой мощностью проектора.
LCD-принтер – «средний» по скорости печати. Скорость печати связана с мощностью УФ-матриц. Мощность матрицы увеличивать бесконечно нельзя, т.к. мощные матрицы требуют мощного охлаждения, и начинают «пробивать» «трафарет» из LCD-дисплея.
3. Паразитная засветка по оси Z.
SLA-принтер – минимальная
DLP-принтер – максимальная. Высокая засветка связана как с большой мощностью ламп проектора, так и с большей долей длинноволнового актиничного излучения в спектре.
LCD-принтер – средняя.
4. Паразитная засветка по XY
SLA-принтер – минимальная.
DLP-принтер – при правильной наводке на резкость – минимальная, но выше, чем у SLA.
LCD-принтер – максимальная. Сильная паразитная засветка связана с засветкой соседних пикселей за счет несовершенства фокусирующей системы УФ-матрицы (точнее – с её полным отсутствием – свет на маску попадает под различными углами). В будущем данный недостаток, вероятно, будет исправлен.
5. Возможность использования прозрачных полимеров.
SLA-принтер – возможно использование без снижения качества печати.
DLP-принтер – не желательно из-за высокой паразитной засветки по Z.
LCD-принтер – возможно использование без снижения качества печати.
6. Влияние окраски полимера на качество печати
SLA-принтер – несколько улучшает качество печати, использование сильноокрашенных полимеров может привести к снижению адгезии между слоями и невозможности использования полимера.
DLP-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки
LCD-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки.
7. Факторы, влияющие на разрешающую способность (помимо свойств полимера и толщины слоя)
SLA-принтер – диаметр пятна лазера и точность позиционирования пятна. Типичные значения 100-200 мкм (для пятна лазера), 40…20 мкм (точность позиционирования)
DLP-принтер – размер пикселя и точность наводки на резкость. Типичное разрешение 1920х1080, соответственно размер пикселя зависит от области печати по XY.
SLA-принтер – размер пикселя и интенсивность паразитной засветки соседних пикселей. Типичное разрешение 2560х1440, размер пикселя 47 мкм.
8. Совместимость с полимерами.
SLA-принтер – плохая совместимость, полимеры могут не подойти под конкретный принтер из-за сильной окраски, и из-за «быстроты» (слишком «быстрые» или слишком «медленные»). Необходима корректировка параметров печати.
DPL- и LCD-принтеры – хорошая совместимость. Практически любой полимер, разработанный для LCD- и DLP-принтеров может быть использован на любом принтере. В целом DPL-принтер «любит» более окрашенные полимеры, а LCD-принтер – более «быстрые». Использование полимеров, разработанных для SLA-принтеров так же возможно, но требует проверки по каждому полимеру.
9. Ресурс отдельных элементов.
SLA-принтер – лазер – ресурс 5000 и более часов. Обычно 10 000.
DLP-принтер – лампа проектора, ресурс – несколько тысяч часов
LCD-принтер – LCD-экран – ресурс около 1000 часов, УФ-матрица – ресурс несколько тысяч часов. Обычно 40 000.
10. Цена
SLA-принтеры – цены на бюджетные модели в пределах 190 000 – 400 000 р, «профессиональные» - от 400 000 руб. и выше
DLP-принтеры – цены на серийно-выпускаемые – 300 000 р и выше, цена самоделок (не считая стоимости проектора) – от 15 000 руб.
LCD-принтеры – цена от 25 000 для хоббийного сектора.
11. Направление наращивания модели:
SLA-принтер – возможно как сверху вниз, так и снизу вверх.
DLP-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
LCD-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
Надеюсь этот краткий обзор позволит читателям портала лучше понять особенности принтеров, которые влияют на их характеристики.
Если отличия классической LSA технологии от DLP и LCD очевидны, то DLP и LCD-технологии засвечивания часто путают, что неправильно, так как каждая из этих технологий имеет свои особенности, которые влияют на возможности принтера, качество печати и т.п.
Ниже дано краткое сравнение этих трех технологий по ряду параметров.
1. Размер области печати по XY
SLA-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость (лучу надо успеть «оббежать» большую площадь.
DLP-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость печати и ниже разрешающая способность принтера.
LCD-принтер – область печати жестко привязана к размеру LCD-дисплея.
2. Скорость печати
SLA-принтер – самый «медленный» из трех технологий. Связано это с последовательной засветной и низкой мощностью лазера.
DLP-принтер – самый «быстрый», связано с высокой мощностью проектора.
LCD-принтер – «средний» по скорости печати. Скорость печати связана с мощностью УФ-матриц. Мощность матрицы увеличивать бесконечно нельзя, т.к. мощные матрицы требуют мощного охлаждения, и начинают «пробивать» «трафарет» из LCD-дисплея.
3. Паразитная засветка по оси Z.
SLA-принтер – минимальная
DLP-принтер – максимальная. Высокая засветка связана как с большой мощностью ламп проектора, так и с большей долей длинноволнового актиничного излучения в спектре.
LCD-принтер – средняя.
4. Паразитная засветка по XY
SLA-принтер – минимальная.
DLP-принтер – при правильной наводке на резкость – минимальная, но выше, чем у SLA.
LCD-принтер – максимальная. Сильная паразитная засветка связана с засветкой соседних пикселей за счет несовершенства фокусирующей системы УФ-матрицы (точнее – с её полным отсутствием – свет на маску попадает под различными углами). В будущем данный недостаток, вероятно, будет исправлен.
5. Возможность использования прозрачных полимеров.
SLA-принтер – возможно использование без снижения качества печати.
DLP-принтер – не желательно из-за высокой паразитной засветки по Z.
LCD-принтер – возможно использование без снижения качества печати.
6. Влияние окраски полимера на качество печати
SLA-принтер – несколько улучшает качество печати, использование сильноокрашенных полимеров может привести к снижению адгезии между слоями и невозможности использования полимера.
DLP-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки
LCD-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки.
7. Факторы, влияющие на разрешающую способность (помимо свойств полимера и толщины слоя)
SLA-принтер – диаметр пятна лазера и точность позиционирования пятна. Типичные значения 100-200 мкм (для пятна лазера), 40…20 мкм (точность позиционирования)
DLP-принтер – размер пикселя и точность наводки на резкость. Типичное разрешение 1920х1080, соответственно размер пикселя зависит от области печати по XY.
SLA-принтер – размер пикселя и интенсивность паразитной засветки соседних пикселей. Типичное разрешение 2560х1440, размер пикселя 47 мкм.
8. Совместимость с полимерами.
SLA-принтер – плохая совместимость, полимеры могут не подойти под конкретный принтер из-за сильной окраски, и из-за «быстроты» (слишком «быстрые» или слишком «медленные»). Необходима корректировка параметров печати.
DPL- и LCD-принтеры – хорошая совместимость. Практически любой полимер, разработанный для LCD- и DLP-принтеров может быть использован на любом принтере. В целом DPL-принтер «любит» более окрашенные полимеры, а LCD-принтер – более «быстрые». Использование полимеров, разработанных для SLA-принтеров так же возможно, но требует проверки по каждому полимеру.
9. Ресурс отдельных элементов.
SLA-принтер – лазер – ресурс 5000 и более часов. Обычно 10 000.
DLP-принтер – лампа проектора, ресурс – несколько тысяч часов
LCD-принтер – LCD-экран – ресурс около 1000 часов, УФ-матрица – ресурс несколько тысяч часов. Обычно 40 000.
10. Цена
SLA-принтеры – цены на бюджетные модели в пределах 190 000 – 400 000 р, «профессиональные» - от 400 000 руб. и выше
DLP-принтеры – цены на серийно-выпускаемые – 300 000 р и выше, цена самоделок (не считая стоимости проектора) – от 15 000 руб.
LCD-принтеры – цена от 25 000 для хоббийного сектора.
11. Направление наращивания модели:
SLA-принтер – возможно как сверху вниз, так и снизу вверх.
DLP-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
LCD-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
Надеюсь этот краткий обзор позволит читателям портала лучше понять особенности принтеров, которые влияют на их характеристики.