DLP и LCD 3D-печать:ключевые различия и экспертное сравнение

Принтеры DLP (цифровая обработка света) и ЖК-принтеры (жидкокристаллический дисплей) представляют собой технологии 3D-печати на основе смолы (или полимеризации в чане). Оба процесса работают благодаря светочувствительной смоле, которая хранится в резервуаре и отверждается источником света. Этот источник света используется для затвердевания смолы. Он создает печатное изделие слой за слоем на строительной платформе, которая медленно поднимается из резервуара по мере формирования детали. Основное различие при сравнении DLP и LCD — это тип источника света. DLP использует цифровой проектор для отверждения смолы, а LCD использует УФ-светодиоды, которые светят через ЖК-экран.  

Эти технологии также различаются по скорости и точности печати. В среднем машины DLP печатают быстрее, потому что их свет более интенсивен. Они также хорошо работают с точки зрения мелкомасштабной точности. С другой стороны, высококлассные ЖК-принтеры, как правило, более точны при печати более крупных моделей.

В этой статье мы дополнительно сравним DLP- и ЖК-3D-принтеры, включая их уникальные особенности и различия.

Определение DLP и сравнение с LCD

Технология DLP была впервые изобретена компанией Texas Instruments в 1987 году. Это была одна из первых технологий 3D-печати. По сравнению с ЖК-дисплеем, DLP является зрелой технологией и, следовательно, более широко доступной. 

При использовании DLP экран цифрового проектора используется для отображения изображения каждого слоя. Свет избирательно направляется снизу резервуара со смолой с помощью цифрового микрозеркального устройства (DMD). DMD содержит набор микроскопических вращающихся зеркал. Каждое зеркало представляет собой воксель (трехмерный пиксель) в «изображении», проецируемом машиной. Свет определяет положение отверждаемого воксела внутри данного слоя. Независимо от размера изображения количество пикселей DMD остается неизменным. Таким образом, размер модели влияет на точность печати. DLP лучше всего подходит для печати небольших деталей. 

Линзы внутри DLP-принтера управляют размером проецируемого «изображения». Принуждение небольшого DMD к покрытию более широкой области печати может привести к искажению вокселей вблизи краев строительного пространства. Искаженные воксели чаще встречаются в более дешевых DLP-принтерах. 

Чтобы узнать больше, прочтите нашу статью о цифровой обработке света.

Каковы преимущества DLP по сравнению с LCD? 

DLP имеет следующие преимущества перед ЖК-аналогами:

• DLP – это зрелая технология, на основе которой доступны очень точные высококачественные принтеры.
• DLP встречается чаще, чем LCD.
• DLP подходит для более широкого спектра случаев использования, чем LCD.
• DLP обеспечивает более высокую скорость печати, чем LCD.
• DLP требует меньшего обслуживания, чем LCD.

Каковы недостатки DLP по сравнению с LCD? 

DLP имеет следующие недостатки по сравнению с LCD:

• Более дешевые 3D-принтеры DLP в некоторых случаях использования могут иметь искажения.
• Поскольку DLP использует линзы для масштабирования «изображения», искажение вокселей является обычным явлением, особенно по краям области построения. 

Определение ЖК-дисплея и сравнение с DLP

3D-печать ЖК-дисплеем (также известная как MSLA или стереолитография в маске) — это относительно новая технология, разработанная как доступная альтернатива DLP и стереолитографии. Он похож на DLP тем, что можно отвердить весь слой смолы за один раз. Однако, в отличие от DLP, в LCD в качестве источника света используется набор ультрафиолетовых светодиодов. Он также использует ЖК-дисплей для выборочной маскировки ультрафиолетового света, чтобы гарантировать отверждение только выбранных участков смолы в слое. Более высокая плотность ЖК-дисплея означает, что маска имеет больше доступных пикселей и, таким образом, может создавать более четкие изображения и детали с более высоким разрешением. 

Важно различать ЖК-принтеры с моно-ЖК-экранами и цветными ЖК-экранами. Моно-ЖК-экраны служат намного дольше и печатают намного быстрее, чем их цветные аналоги. Это связано с тем, что монохромные ЖК-экраны пропускают больше света и обладают лучшей термостойкостью. Общий результат — более высокая скорость отверждения смолы и более длительный срок службы по сравнению с традиционными цветными экранами. Моно-ЖК-экран был специально разработан для устранения некоторых недостатков обычных цветных ЖК-дисплеев и выводит 3D-печать на ЖК-дисплее на новый уровень. 

ЖК-принтеры ориентированы на массовое производство и точную печать более крупных компонентов. DLP, с другой стороны, более точен для мелких деталей. ЖК-принтеры также дешевле, чем DLP-принтеры с сопоставимыми характеристиками. 

Каковы преимущества ЖК-дисплея по сравнению с DLP? 

ЖК-дисплеи имеют следующие преимущества перед своими аналогами DLP:

• ЖК-дисплеи обычно обеспечивают лучшее качество печати, чем недорогие устройства DLP.
• ЖК-дисплей — лучший вариант для крупных компонентов, не имеющих мелких деталей.

Каковы недостатки ЖК-дисплея по сравнению с DLP? 

LCD имеет следующие недостатки по сравнению с DLP:

• ЖК-принтеры имеют более короткий срок службы, чем DLP-принтеры. ЖК-экраны необходимо заменять чаще, чем DLP DMD. Это увеличивает срок службы ЖК-принтеров. 
• ЖК-печать обычно медленнее, чем DLP.
• Результаты ЖК-дисплея менее точны, чем DLP, особенно при сравнении высокопроизводительных версий обеих систем.

Таблица сравнения DLP и LCD

В следующей таблице показаны некоторые точки сравнения между DLP и LCD:

Атрибут Защита от потери данных ЖК-дисплей

Атрибут

Менее дорогой

Защита от потери данных

Нет

ЖК-дисплей

Да

Атрибут

Подходит для любителей

Защита от потери данных

Нет

ЖК-дисплей

Да

Атрибут

Более высокая точность (маленькие модели)

Защита от потери данных

Да

ЖК-дисплей

Нет

Атрибут

Более высокая точность (большие модели)

Защита от потери данных

Нет

ЖК-дисплей

Да

Атрибут

Большие объемы печати

Защита от потери данных

Да

ЖК-дисплей

Нет

Атрибут

Широкий выбор материалов

Защита от потери данных

Да

ЖК-дисплей

Нет

Атрибут

Требуется постобработка

Защита от потери данных

Да

ЖК-дисплей

Да

Атрибут

Скорость печати

Защита от потери данных

Очень быстро

ЖК-дисплей

Быстро

Атрибут

Приблизительный диапазон затрат

Защита от потери данных

От 500 до 100 000 долларов США

ЖК-дисплей

От 200 до 2500 долларов США

Таблица. Сравнение DLP и LCD

И DLP, и LCD-принтеры могут печатать по одному полному слою за раз, что делает их одними из самых быстрых доступных 3D-принтеров. ЖК-принтер начального уровня стоит от 200 до 1000 долларов. Стоимость DLP-принтеров начинается от 500 долларов США за принтеры начального уровня и может достигать 100 000 долларов США за коммерческое использование. 

DLP и LCD:сравнение технологий

DLP — более старая и более устоявшаяся технология, чем ЖК-печать. Хотя между ними много общего, основное различие заключается в источнике света, используемом для отверждения печатной смолы. DLP использует проектор высокой интенсивности в качестве источника света и направляет его с помощью тысяч крошечных зеркал. В ЖК-принтерах эту настройку заменяют ЖК-экраном, который маскирует ультрафиолетовый свет, исходящий от множества светодиодных ламп. 

В целом ЖК-принтеры созданы с использованием более дешевых компонентов, чем DLP-принтеры. Однако срок службы ЖК-экранов короче, чем зеркальных матриц DLP. Кроме того, недорогие экраны, как правило, пропускают свет неравномерно. В результате качество и точность варьируются от партии к партии и от машины к машине.  

DLP и LCD:сравнение материалов

И DLP, и LCD-принтеры используют жидкую смолу. DLP использует мощный и интенсивный источник света, который может работать с более широким спектром смол. Это дает DLP больше возможностей с точки зрения качества материала. В ЖК-принтерах, с другой стороны, используются УФ-светодиоды низкой интенсивности, для которых требуются менее вязкие и быстроотверждаемые смолы. Это ограничивает типы материалов, которые можно использовать, и влияет на качество конечного продукта.

DLP и LCD:сравнение приложений

DLP очень точен при печати узких и мелких отпечатков. Это делает его очень полезным для ювелирных изделий или зубных имплантатов, где точность имеет решающее значение. ЖК-дисплей, с другой стороны, недорогой и очень точный для своей ценовой категории. Низкая цена делает его отличным выбором для любителей. ЖК-дисплей также идеально подходит для тех случаев, когда цена важнее абсолютной точности. Это может быть полезно для промышленного использования, некоторых стоматологических применений и производства.

DLP и LCD:сравнение объема печати

Машины DLP доступны для любителей, профессионалов и промышленных предприятий, которым необходимы большие объемы печати. ЖК-дисплей — это более новая технология, которая еще не получила широкого распространения в промышленном использовании. Поэтому ЖК-принтеры больших объемов пока не распространены, хотя их возможности постепенно улучшаются. 

DLP и LCD:сравнение качества поверхности

Менее дорогие версии систем DLP и LCD могут иметь проблемы как с отделкой поверхности, так и с качеством печати. DLP создает искажения по краям отпечатка, особенно в широких частях. ЖК-элементы также могут оказаться несовершенными из-за несоответствия светодиодов, особенно на более крупных машинах и отпечатках большего размера. Оба метода производства должны сопровождаться последующей обработкой для окончательной обработки поверхностей деталей. Как правило, детали DLP имеют более качественную поверхность и качество печати, особенно на принтерах более высокого класса. 

DLP и LCD:сравнение затрат

DLP и LCD доступны по доступным ценам. DLP-принтер начального уровня можно приобрести всего за 500 долларов, а принтер профессионального уровня — от 2000 долларов. С другой стороны, ЖК-принтеры доступны по цене от 200 до 1000 долларов.

Каковы взаимные альтернативы DLP и LCD?

Существует несколько технологий, которые являются альтернативой DLP- и ЖК-принтерам. Например:

• Стереолитография (SLA): SLA — это технология 3D-печати на основе смол, известная своей точностью. Он похож на DLP и LCD тем, что в нем используется фотополимер, отверждаемый ультрафиолетом.

Каковы сходства между DLP и LCD?

DLP и LCD имеют несколько общих черт. Обе технологии:

• И DLP, и LCD работают за счет отверждения светочувствительной смолы под действием источника света.
• И DLP, и LCD отверждают один полный слой смолы за раз.
• И DLP, и LCD известны своей скоростью сборки.

Каковы другие сравнения DLP помимо LCD?

Технология 3D-печати, аналогичная DLP, включает в себя:

• DLP против FDM: FDM (моделирование наплавлением) и DLP позволяют создавать модели производства по требованию для многих продуктов. У них также есть аналогичный процесс подготовки к производству при подготовке дизайна. Для получения дополнительной информации см. нашу полную статью о FDM и DLP 3D-печати.

Каковы другие сравнения ЖК-дисплеев помимо DLP?

Технология 3D-печати, имеющая сходство с ЖК-дисплеем, включает в себя:

• ЖК-дисплей или SLS: SLS использует лазер для плавления порошка в 3D-печатный объект. Это признанная промышленная технология, сравнимая с ЖК-дисплеем по точности и скорости печати.  

Сводка

В этой статье обобщены различия между технологиями 3D-печати DLP и LCD.

Чтобы узнать больше о DLP и LCD и помочь выбрать идеальную технологию для ваших продуктов, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предлагает полный спектр услуг 3D-печати для нужд вашего проекта. Посетите нашу систему мгновенных котировок, чтобы получить бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств за считанные минуты.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Дин МакКлементс

Дин МакКлементс — дипломированный инженер с отличием в области машиностроения с более чем двадцатилетним опытом работы в обрабатывающей промышленности. Его профессиональный путь включает в себя важные должности в ведущих компаниях, таких как Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace и Hyster-Yale, где он развил глубокое понимание инженерных процессов и инноваций.

Прочтите другие статьи Дина МакКлементса