Spesso considerate simili, le tecnologie DLP e LCD sono in realtà molto diverse tra loro. Soprattutto se si desidera stampare materiali ad alte prestazioni e si richiede precisione e qualità dei componenti: non lasciatevi ingannare pensando che siano intercambiabili. Ecco alcuni motivi per cui.
Con l'affermarsi della stampa 3D nella produzione, stanno emergendo sempre più tecnologie per la stampa di parti di livello industriale. Tra queste, le tecnologie DLP (Digital Light Processing) e LCD (Liquid Crystal Display, chiamata anche stereolitografia mascherata o mSLA) stanno facendo i progressi maggiori. Entrambe utilizzano resina fotopolimerica in vasca per creare parti, strato dopo strato, proiettando la luce, ed entrambe offrono tempi di stampa rapidi proiettando un intero strato in una sola volta. I produttori che offrono tecnologie LCD - Nexa3D, Photocentric e stampanti di fascia bassa come Anycubic e Phrozen, e simili) paragonano la loro tecnologia LCD alla DLP, anche se si tratta di un confronto tra cose completamente diverse. Le due tecnologie presentano infatti diverse differenze fondamentali che è importante comprendere, poiché definiscono in modo sostanziale le possibilità della stampante, ovvero i materiali e le geometrie che possono essere stampati con successo. DLP vs. LCD - Esaminiamo le differenze e il modo in cui influenzano le capacità della stampante.
Proiezione della luce - Il DLP utilizza un proiettore digitale per proiettare la luce sulla resina, creando una stampa altamente accurata e dettagliata. L'LCD utilizza una serie di LED che vengono proiettati attraverso uno schermo di mascheramento. Queste molteplici fonti di luce UV, che inevitabilmente variano leggermente in intensità, rendono il risultato meno uniforme, con alcuni schermi che mostrano una leggera dispersione di luce tra i pixel, il che si traduce in una polimerizzazione meno accurata dello strato. La luce UV degrada inoltre il materiale organico dei cristalli liquidi in modo rapido e uniforme, con conseguente riduzione della precisione nel tempo.
Polimerizzazione - Il diverso metodo di proiezione della luce fa sì che le parti si polimerizzino in modo diverso. Poiché lo schermo LCD assorbe la maggior parte dell'energia (fino al 90%), la tecnologia LCD ha spesso un'irradianza inferiore - la quantità di energia per unità di superficie - rispetto al DLP (per evitare un degrado troppo rapido dei pannelli LCD). Le parti polimerizzate in misura minore nella stampa avranno proprietà meccaniche inferiori dopo la post-polimerizzazione rispetto a quelle polimerizzate in misura maggiore nel sistema. Le parti che rimangono più deboli potrebbero necessitare di maggiori supporti per aggiungere resistenza e stabilità durante la stampa, specialmente quando si tratta di sporgenze, ponti, isole e sezioni trasversali di grandi dimensioni (parti voluminose). Le parti devono anche essere rimosse da una stampante LCD con maggiore attenzione per evitare danni.
Risoluzione - Il cuore del motore di luce DLP è il chip DMD (Digital Micromirror Device) di Texas Instruments, che ha una risoluzione massima di 4K. Maggiore è l'area proiettata, maggiori sono i pixel proiettati (e minore è la risoluzione XY delle parti). Gli schermi LCD possono essere realizzati in dimensioni maggiori, quindi la tecnologia LCD è più adatta alla stampa di oggetti di grandi dimensioni.
Tolleranze - Il chip DMD è prodotto con tolleranze molto strette, mentre il pannello LCD è prodotto per essere economico (una necessità per un materiale di consumo). Tolleranze strette garantiscono una migliore ripetibilità. Le stampe DLP possono essere riprodotte in modo affidabile con risultati costanti nel tempo, rendendole una scelta popolare per la produzione finale. Se i requisiti non sono così rigorosi, l'LCD è un'alternativa più economica.
Lunghezza d'onda - La tecnologia LCD è limitata a una lunghezza d'onda del motore luminoso di 405 nm, poiché lunghezze d'onda più elevate degradano troppo rapidamente il pannello LCD. La tecnologia DLP incorpora una sorgente luminosa a 385 nm. Con il picco di reattività della maggior parte delle resine al di sotto dei 400 nm, il DLP può funzionare con una gamma più ampia di materiali, in particolare resine ad alte prestazioni. La diversa lunghezza d'onda influenza anche l'indurimento della resina, la qualità dei pezzi e le proprietà meccaniche: a 405 nm, l'indurimento è meno efficiente anche quando ai pezzi viene somministrato lo stesso dosaggio di energia; la luce penetra più in profondità, disperdendo l'energia oltre lo strato stampato corrente. A 385 nm, la luce UV rimane concentrata su ogni strato, garantendo una stampa più accurata, mentre a 405 nm è molto più suscettibile alla polimerizzazione completa: la polimerizzazione che si diffonde attraverso la geometria del pezzo, polimerizzando troppa resina e compromettendo la precisione delle caratteristiche complesse. L'efficienza della stampa a 405 nm è fortemente influenzata da piccole variazioni nella lunghezza d'onda, mentre l'efficacia a 385 nm è più stabile.
Prezzo di acquisto - La tecnologia LCD è in genere più economica della tecnologia DLP. Le stampanti LCD hanno un design più semplice e richiedono meno componenti costosi. Il proiettore digitale utilizzato nelle stampanti DLP è un componente di fascia alta che può aumentare il costo complessivo della stampante, così come l'ottica necessaria per utilizzare la luce UV a 385 nm, che viene assorbita da ottiche economiche. Questo rende una stampante LCD più adatta a un budget limitato.
Costo totale di proprietà - Poiché la luce UV degrada rapidamente lo schermo della stampante LCD, è necessario sostituirlo spesso. Questo lo rende un articolo di consumo che può aumentare il costo complessivo di funzionamento di una stampante LCD. Il costo iniziale di una stampante DLP è più elevato, ma i costi di funzionamento sono inferiori. Quando si confrontano i costi delle diverse tecnologie, è importante calcolare il costo totale di proprietà piuttosto che solo il prezzo di acquisto della stampante.
In conclusione: sia le stampanti LCD che quelle DLP possono stampare determinati componenti e materiali. Quando si inizia ad approfondire la stampa di progetti specifici utilizzando materiali altamente specializzati, per progetti che richiedono ripetibilità, qualità costante e alta precisione, l'LCD ha difficoltà a tenere il passo. Dove si trova il punto di svolta? La risposta è molto complessa e dipende dai dettagli. Ed è proprio qui che sta il problema... Continuate a seguire questo spazio per approfondimenti sul confronto tra DLP e LCD.
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