Obwohl sie oft als ähnlich angesehen werden, sind DLP- und LCD-Technologie tatsächlich sehr unterschiedliche Technologien. Insbesondere wenn Sie hochleistungsfähige Materialien drucken möchten und Genauigkeit und Teilequalität benötigen, sollten Sie sich nicht täuschen lassen und denken, dass sie austauschbar sind. Hier sind einige Gründe dafür.
Mit dem Einzug des 3D-Drucks in die Produktion entstehen immer mehr Technologien für den Druck von Teilen in Produktionsqualität. Davon machen DLP (Digital Light Processing) und LCD (Liquid Crystal Display, auch als Masked Stereolithography oder mSLA bezeichnet) die größten Fortschritte. Beide verwenden Photopolymerharz in einem Behälter, um Teile Schicht für Schicht durch Lichtprojektion herzustellen, und beide bieten schnelle Druckzeiten, da eine gesamte Schicht auf einmal projiziert wird. Anbieter von LCD-Technologien – Nexa3D, Photocentric und Low-End-Drucker wie Anycubic und Phrozen und ähnliche) vergleichen ihre LCD-Technologie mit DLP, obwohl dies ein Vergleich von Äpfeln mit Birnen ist. Die beiden Technologien weisen tatsächlich einige entscheidende Unterschiede auf, die es zu verstehen gilt, da sie die Möglichkeiten des Druckers, d. h. die Materialien und Geometrien, die erfolgreich gedruckt werden können, grundlegend bestimmen. DLP vs. LCD – Schauen wir uns die Unterschiede an und wie sie sich auf die Fähigkeiten des Druckers auswirken.
Lichtprojektion – DLP verwendet einen digitalen Projektor, um Licht auf das Harz zu projizieren, wodurch ein hochpräziser und detaillierter Druck entsteht. LCD verwendet eine Anordnung von LEDs, die durch einen Maskierungsbildschirm projiziert werden. Diese mehreren UV-Lichtquellen, deren Intensität zwangsläufig leicht variiert, machen das Licht weniger gleichmäßig, sodass bei einigen Bildschirmen Licht zwischen den Pixeln austritt, was zu einer weniger genauen Aushärtung der Schicht führt. UV-Licht zersetzt außerdem das organische Material der Flüssigkristalle schnell und gleichmäßig, was mit der Zeit zu einer geringeren Genauigkeit führt.
Aushärtung – Die unterschiedliche Methode der Lichtprojektion führt zu einer unterschiedlichen Aushärtung der Teile. Da der LCD-Bildschirm den größten Teil der Energie (bis zu 90 %) absorbiert, hat die LCD-Technologie oft eine geringere Bestrahlungsstärke – die Energiemenge pro Flächeneinheit – als DLP (um eine zu schnelle Degradation der LCD-Panels zu vermeiden). Teile, die im Druck weniger stark ausgehärtet sind, haben nach der Nachaushärtung schlechtere mechanische Eigenschaften als Teile, die im System stärker ausgehärtet sind. Teile, die schwächer bleiben, benötigen möglicherweise mehr Stützen, um während des Druckvorgangs für mehr Festigkeit und Stabilität zu sorgen – insbesondere bei Überhängen, Brücken, Inseln und großen Querschnitten (voluminösen Teilen). Außerdem müssen Teile mit größerer Sorgfalt aus einem LCD-Drucker entnommen werden, um Beschädigungen zu vermeiden.
Auflösung – Das Herzstück der DLP-Lichtmaschine ist der DMD-Chip (Digital Micromirror Device) von Texas Instruments, der eine maximale Auflösung von 4K hat. Je größer die Projektionsfläche, desto größer die projizierten Pixel (und desto geringer die XY-Auflösung der Teile). LCD-Bildschirme können in größeren Größen hergestellt werden, sodass die LCD-Technologie besser für den Druck größerer Objekte geeignet ist.
Toleranzen – Der DMD-Chip wird mit sehr engen Toleranzen hergestellt, während das LCD-Panel kostengünstig hergestellt wird (eine Notwendigkeit für ein Verbrauchsmaterial). Enge Toleranzen führen zu einer besseren Wiederholbarkeit. DLP-Drucke können zuverlässig mit konsistenten Ergebnissen über einen längeren Zeitraum reproduziert werden, was sie zu einer beliebten Wahl für die Endverbraucherproduktion macht. Wenn die Anforderungen nicht so streng sind, ist LCD eine kostengünstigere Alternative.
Wellenlänge – Die LCD-Technologie ist auf eine Lichtwellenlänge von 405 nm beschränkt, da höhere Wellenlängen das LCD-Panel zu schnell zersetzen. Die DLP-Technologie verwendet eine Lichtquelle mit 385 nm. Da die Reaktivitätsspitze der meisten Harze unter 400 nm liegt, kann DLP mit einer größeren Bandbreite an Materialien arbeiten – insbesondere mit Hochleistungsharzen. Die unterschiedliche Wellenlänge beeinflusst auch die Aushärtung des Harzes, die Qualität der Teile und die mechanischen Eigenschaften: Bei 405 nm ist die Aushärtung weniger effizient, selbst wenn die Teile die gleiche Energiemenge erhalten; das Licht dringt tiefer ein und verteilt die Energie über die aktuell gedruckte Schicht hinaus. Bei 385 nm bleibt das UV-Licht auf jede Schicht konzentriert – was zu einem genaueren Druck führt –, während 405 nm viel anfälliger für Durchhärtung ist: Eine Aushärtung, die durch die Teilegeometrie hindurchgeht, zu viel Harz aushärtet und die Genauigkeit komplexer Merkmale beeinträchtigt. Die Effizienz des 405-nm-Drucks wird durch winzige Schwankungen der Wellenlänge stark beeinträchtigt, während die Wirksamkeit von 385 nm stabiler ist.
Kaufpreis – LCD-Technologie ist in der Regel günstiger als DLP-Technologie. LCD-Drucker haben ein einfacheres Design und benötigen weniger teure Komponenten. Der in DLP-Druckern verwendete Digitalprojektor ist eine High-End-Komponente, die die Gesamtkosten des Druckers erhöhen kann, ebenso wie die Optik, die für die Verwendung von 385 nm UV-Licht erforderlich ist – das von billiger Optik absorbiert wird. Daher eignet sich ein LCD-Drucker besser für ein begrenztes Budget.
Gesamtbetriebskosten – Da das UV-Licht den Bildschirm des LCD-Druckers schnell zersetzt, muss dieser häufig ausgetauscht werden. Dies macht ihn zu einem Verbrauchsmaterial, das die Gesamtbetriebskosten eines LCD-Druckers erhöhen kann. Die Anschaffungskosten eines DLP-Druckers sind höher, aber die Betriebskosten sind geringer. Wenn Sie die Kosten verschiedener Technologien vergleichen, sollten Sie unbedingt die Gesamtbetriebskosten und nicht nur den Kaufpreis des Druckers berechnen.
Fazit: Sowohl LCD- als auch DLP-Drucker können bestimmte Teile und Materialien drucken. Sobald Sie sich jedoch näher mit dem Drucken spezifischer Designs unter Verwendung hochspezialisierter Materialien befassen, hat LCD bei Projekten, die Wiederholbarkeit, konstante Qualität und hohe Genauigkeit erfordern, Probleme, Schritt zu halten. Wo liegt die Grenze? Die Antwort ist sehr komplex und hängt von den Details ab. Und genau da liegt der Teufel... In diesem Bereich finden Sie weitere ausführliche Informationen zum Thema DLP vs. LCD.
Erfahren Sie mehr über die DLP-Technologie und was sie Ihnen bieten kann.
