Цифровая светодиодная проекция (DLP)
Технология DLP
Цифровая светодиодная проекция (DLP) – метод аддитивного производства, вариант стереолитографической 3D-печати.
Технология
Одним из наиболее популярных методов аддитивного производства высокоточных прототипов является лазерная стереолитография (SLA). Метод основан на использовании фотополимерных смол, затвердевающих при облучении ультрафиолетовым светом. В то время как технология SLA находит широкое применение в профессиональной среде, ее распространение ограничивается достаточно высокой стоимостью устройств, обусловленной применением дорогостоящих лазерных излучателей.
Альтернативный метод использует цифровые светодиодные проекторы (DLP), позволяя снижать себестоимость устройств. В отличие от лазерных установок, сканирующих поверхность материала одним или несколькими лазерными головками, DLP принтеры проецируют изображение целого слоя до затвердевания полимерной смолы, после чего наносится новый слой материала и проецируется изображение нового слоя цифровой модели.
О преимуществах того или иного метода сложно судить. DLP-печать появилась совсем недавно, но уже демонстрирует прекрасные результаты, сопоставимые по точности и производительности с оригинальной технологией лазерной стереолитографии (SLA), запатентованной Чарльзом Халлом в 1986 году и давшей первый существенный толчок развитию 3D-печати. Основным преимуществом DLP над SLA может стать более низкая стоимость используемых проекторов по сравнению с лазерными излучателями.
Применение
С момента появления, DLP-принтеры составляют прямую конкуренцию устройствам, работающим по технологии SLA. DLP-принтеры применяются в стоматологии, ювелирной промышленности, свободном дизайне и в производстве сувениров.
Преимущества и недостатки
Технология DLP – цветовая светодиодная проекция
В мире полимеризации существует две основные технологии: SLA и DLP. Естественно, оба метода 3D-печати используют смолу и светодиоды для производства моделей, но главным отличием является тип источника света, который применяется для отверждения смолы. В статье разбираемся в том, что из себя представляет DLP 3D-печать, выясняем, какие преимущества и недостатки существуют у данного метода, а также делаем краткий обзор популярных принтеров, работающих по DLP-технологии.
Что такое DLP 3D-печать?
Цифровая светодиодная проекция (DLP-печать) – это один из способов трехмерной печати, использующий жидкие фотополимерные смолы, которые затвердевают под воздействием световых волн для построения прототипов. Опытные владельцы 3D-принтеров могут удивиться: «Да это же классическая SLA-печать»! По сути, так и есть, ведь принцип работы у этих двух способов фактически идентичен. Но есть и существенное отличие: отверждение моделей в DLP-печати осуществляется при помощи другого источника света.
С момента своего появления DLP-принтеры составляют достойную конкуренцию гаджетам, использующим технологию SLA. Цифровая светодиодная проекция широко применяется в различных сферах: дизайне, рекламе, производстве сувениров, стоматологии и ювелирной промышленности.
Технология печати DLP
Для того чтобы объяснить, по какому принципу работают DLP-принтеры, сначала расскажем об их предшественниках, использующих метод SLA-печати. 3D-принтеры, работающие по методу стереолитографии, начинают работу с того, что опускают платформу в заполненный смолой резервуар ровно на уровень одного слоя будущей модели.
Гальванометры представляют собой зеркальные элементы, которые используются для перемещения лазерного луча на дно емкости с филаментом.
Гальванометры двигают лазерный луч по траектории, представляющей собой один слой заданной детали. Лазер воздействует на смолу в течение необходимого времени, добиваясь ее полного отвердения. Когда один слой завершен, платформа перемещается вверх на один слой, и процесс повторяется до тех пор, пока модель не будет готова.
В отличие от SLS, DLP проектирует каждый слой, создавая освещенную плоскость, где будет происходить фотополимеризация. В тот момент, когда свет попадает на смолу, весь слой формируется сразу.
Трехмерный прототип загружается в слайсер, в котором выставляются настройки печати и «разрезания» будущего изделия на слои. Слайсер автоматически генерирует поддерживающие опоры под слишком тонкими или нависающими деталями объекта. Выставленные настройки сохраняются, созданная модель конвертируется и отправляется на печать.
Как и в SLA-технологии, существует два варианта трехмерной DLP-печати: в одном построение будущей модели осуществляется снизу-вверх (когда рабочая платформа опускается), и наоборот (рабочая платформа поднимается). Рассмотрим каждый способ более детально.
Обратная DLP 3D-печать
Итак, резервуар для филамента заполняется фотополимерной смолой до определенного уровня. Рабочая платформа принтера опускается в резервуар таким образом, чтобы зазор между платформой и дном емкости был равен высоте одного слоя. DLP-проектор расположен под емкостью. На платформу проецируется луч, соответствующий уровню первого слоя изделия. После того как первый слой будет отвержден, платформа поднимется на один уровень вверх, после чего начинается полимеризация второго слоя.
Вот так поэтапно, шаг за шагом, и создается будущий трехмерный прототип. По завершении процесса рабочая платформа поднимается выше уровня резервуара с фотополимером, готовое изделие извлекается, начинается процесс постобработки, в ходе которого модель очищается от остатков расходного материала, обрезаются поддержки и пр. После этого необходимо выполнить финальную засветку в УФ-лампе, чтобы добиться полного отверждения смолы.
Прямая DLP 3D-печать
Как мы уже говорили, при обратной печати DLP-проектор располагается под емкостью со смолой. В прямой печати DLP-проектор установлен над резервуаром с фотополимером, то есть сверху. При этом рабочая платформа находится непосредственно в емкости со смолой. Чтобы выстроить первый слой, платформа поднимается вверх таким образом, чтобы зазор между ней и поверхностью фотополимера был равен высоте первого слоя.
Сечение первого слоя отверждает фотополимер, проецируясь на рабочую платформу. После того как один слой будет полностью отвержден, платформа опустится на один уровень вниз. Эти этапы повторяются вплоть до полного построения готовой модели. Окончание процесса идентично описанному в предыдущем подкасте: напечатанный прототип извлекается, поддержки обрезаются, очищается от остатков расходного материала и подвергается дополнительной засветке в УФ-лампе.
Преимущества и недостатки технологии DLP
У устройств, применяющих технологию DLP, существует несколько конкурентных преимуществ:
Таким образом, пользователь должен найти оптимальный баланс между качеством готовых моделей и себестоимостью печати.
DLP 3D-принтер своими руками
Если вы не хотите рисковать и приобретать дорогостоящий принтер, советуем попробовать собрать его самостоятельно, следуя нашей пошаговой инструкции:
Советуем установить дополнительную рельсу, тестировать настройки и пробовать различные полимеры, чтобы добиться максимального качества на самодельном DLP-принтере.
Популярные DLP 3D-принтеры
Современные DLP-принтеры способны производить чрезвычайно точные прототипы. Устройства используют широкий спектр материалов для моделирования и работают гораздо быстрее, чем их устаревшие аналоги. Раньше эти принтеры стоили миллионы и были доступны единицам, но уже сейчас они подешевели, и купить DLP-принтер может практически любой желающий. В нашем обзоре представлены три лучших устройства, работающих по DLP-технологии.
3D-принтер Wanhao Duplicator 8
Принтер изготовлен в лаконичном цельнометаллическом корпусе черного цвета со смотровыми пластиковыми окошками с УФ-защитой, позволяющими безопасно наблюдать за процессом роста модели. Wanhao Duplicator 8 компактен: устройство вполне можно разместить на простом столе. Принтер оснащен ярким и удобным сенсорным дисплеем.
Загрузка файлов данных производится как через USB-накопитель, так и путем подключения по WI-FI.
На наш взгляд, Wanhao Duplicator 8 – довольно неплохой принтер для ювелиров, стоматологов, производителей сувениров. Устройство подходит для создания мелкосерийных моделей и литьевых мастер-моделей.
Помимо качества печати, разработчики Wanhao уделили внимание удобству в эксплуатации. Несомненным плюсом для владельцев устройства будут его компактные габариты и отсутствие особых условий для установки.
Wanhao Duplicator 8 оставляет только положительные впечатления: устройство стоит относительно недорого, качество сборки не уступает более дорогим аналогам. На наш взгляд, принтер может быть рекомендован как для бизнеса, так и в учебных целях.
3D-принтер Moonray S
Moonray S работает намного быстрее, чем SLA-принтеры. Даже печатая на самой низкой из всех возможных скоростей, Moonray S все равно опередит своих конкурентов. Кроме того, принтер характеризуется практически уникальной точностью печати.
Высокая точность готовых моделей обеспечивается работой УФ-проектора RayOne, который равномерно рассеивает лучи. Искажения, характерные для более бюджетных аналогов, просто исключены. Фирменные смолы Moonray созданы специально для УФ-проектора RayOne, что позволяет печатать изделия высочайшей детализации.
В комплекте с принтером Moonray S поставляется фирменное программное обеспечение Rayware, которое обрабатывает загруженные модели в автоматическом режиме. Масса гибких дополнительных настроек дает возможность пользователю самостоятельно выбирать подходящую скорость, режим печати и выставлять практически любые параметры.
Помимо прочих достоинств, Rayware обладает усовершенствованным алгоритмом автоматической генерации подпорок: владелец принтера может с помощью одного клика сформировать подпорки в необходимых местах. В процессе постобработки подпорки можно легко удалить.
Принтер позволяет расходовать минимальное количество фотополимера в сравнении с прочими устройствами, использующими подпорки.
Благодаря тому, что в Moonray S установлена уникальная емкость для смол большой вместительности, дозаправку принтера приходится проводить намного реже.
3D-принтер Wanhao Duplicator 7 Plus (D7 Plus)
Wanhao Duplicator 7 Plus – это качественный и относительно недорогой принтер, работающий по технологии стереолитографической печати.
В качестве источника засветки в Duplicator 7 Plus используется LCD-дисплей с диагональю 5,5 дюймов. Устройство использует фотополимерные смолы в качестве рабочего материала и отличается небольшими габаритами, простым, удобным управлением и интуитивно понятным интерфейсом.
Duplicator 7 Plus является усовершенствованной и более продуманной версией Duplicator 7. Ключевым отличием новой версии стал сенсорный экран с блоком управления устройством. Пользователи освободились от необходимости держать компьютер включенным во время процесса печати, так как трехмерные модели можно просто загрузить на USB-носитель, а затем подключить его к принтеру.
Экран Duplicator 7 Plus также претерпел положительные изменения: теперь дисплей отличается простым и удобным интерфейсом, с помощью которого даже неопытный пользователь сможет настроить и отследить процесс печати. 3D-принтер совместим с практически любыми компьютерами и ноутбуками на базе ОС Windows, MAC, Linux.
С принтером Wanhao Duplicator 7 Plus поставляется заводское программное обеспечение – слайсер Wanhao Slicer.
Как и предыдущие модели линейки, Duplicator 7 Plus печатает высокоточные прототипы от 35 микрон, что позволяет создавать даже изделия с множеством мелких деталей.
Владелец принтера Duplicator 7 Plus может повысить скорость печати, понизив качество изделия. В этом случае допустимый диапазон составит 15–35 мм/час.
В новой версии была усовершенствована система охлаждения – принтер оснащен тремя кулерами.
Принтер станет отличным и бюджетным помощником для ювелиров, стоматологов и всех любителей высокоточной качественной печати.
Технология DLP-печати позволяет существенно ускорить рабочий процесс даже при большой площади слоев благодаря тому, что весь слой филамента засвечивается одновременно. Но, несмотря на относительно высокую скорость печати, такие устройства обладают весьма значительным недостатком — зернистостью изображения.
Кроме того, изделия, распечатанные при помощи DLP-технологии, имеют заметную при увеличении пикселизацию. При печати могут проявляться вертикальные линии и шероховатости в закругленных местах из-за того, что пиксель имеет прямоугольную форму. Субъективным недостатком может стать и стоимость расходных материалов: смолы для печати стоят намного дороже, чем пластиковые нити.
На наш взгляд, преимуществ у DLP намного больше, чем недостатков. DLP 3D-принтеры идеальны, если необходимо в короткие сроки напечатать маленькие изделия со множеством деталей, но главный конек устройств в том, что они работают намного быстрее SLA-устройств.
Технологии DLP и SLA и что есть качество печати
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Коллеги, сегодня поговорим о наболевшем!
А именно то, как некоторые продавцы 3D-принтеров, пытаются вам продать свой продукт всеми правдами и неправдами.
Вначале поговорим о двух самых распространенных технологиях 3D-печати: DLP и SLA, именно такие 3D принтеры в стоматологии встречаются чаще всего.
На стоматологическом рынке сегодня наибольшей популярностью пользуются принтеры работающие по технологиям печати DLP и SLA, чем отличаются между собой эти две технологии?
Обе (DLP и SLA) в качестве сырья для печати используют «жидкую пластмассу», другими словами фотополимер, который полимеризуется и приобретает твердую форму под действием УФ излучения.
Пионерами, в развитии стоматологической 3D-печати и создании биосовместимых полимеров в большом ассортименте, является голландская компания Nextdent, ранее известная всем как компания Vertex.
Получить сертификацию для биосовместимых материалов не так уж и просто, поэтому фотополимеры компании Nextdent приобретают другие компании и продают под своими разными брендами: Formlabs, Novux и другие.
Теперь опять вернемся к технологиям 3D-печати.
DLP. Принцип печати:
Программа которая идет в комплекте с принтером разбивает печатаемый объект на слои с заданной толщиной.
В ванночку принтера с прозрачным дном наливают фотополимер (материал для печати).
На самое дно ванны погружается рабочий столик, отступая от дна на один (первый) слой нашего объекта (в этом «отступе» находится жидкий фотополимер).
Проектор, расположенный под ванной проецирует на дно ванны картинку первого слоя и благодаря УФ излучению застывает только та пластмасса, на которую попало изображение с проектора.
Далее рабочий столик поднимается еще на один слой и опять засвечивается новый слой, который прикрепляется к предыдущему.
Так слой за слоем вырастает наш печатаемый объект, будь то модель челюсти или временная коронка.
Зачастую покупателю самостоятельно не просто разобраться во всех свойствах 3D-принтера и его материалов, но есть один понятный показатель, на который ориентируются почти все. И естественно, на этом показателе в основном играют продавцы 3D-принтеров.
Уже догадались какой основной аргумент они приводят, продавая вам свой принтер?
Давайте тогда разберемся с этим популярным параметром, который перекручивают в ту или иную сторону умышленно или из-за некомпетентности.
Этот параметр зависит от многих факторов, мало того, не только от принтера, но и от материала и окружающей среды.
Как зависит от материала?
Чем более опаковый материал (наполненный пигментами и блокираторами света), тем более точными будут напечатанные из него изделия. Это происходит благодаря отсутствию рассеивания света при печати и полимеризации примыкающего к модели материала.
Как зависит от окружающей среды?
При печати фотополимером, важно контролировать его температуру во время печати.
Во время полимеризации именно в DLP принтерах выделяется много тепла.
Как негативно влияет повышенная температура на печать?
Очень просто, ускоряется химическая реакция и для полимеризации материала текущего света становится слишком много.
Повышается риск полимеризации пограничного слоя модели (засвет лишней пластмассы) соответственно увеличение ее размеров, другими словами потеря точности.
В SLA принтерах это не так страшно, так как лазер имеет меньшую мощность (выделяет меньше тепла) обьем ванны для материала обычно значительно больше (чем в DLP принтерах) что приводит к тому, что фотополимер в ванне нагревается медленнее и нет рисков перегрева.
Именно поэтому печать SLA немного дольше, но зато она лишена рисков перегрева и потери точности, как в DLP принтерах.
Конечно возня с подогревом материала не очень удобна!
Мы пользуемся 3D-принтером Formlabs Form 2 и любим его за то, что в него поместили встроенный нагреватель, который подготавливает пластмассу перед печатью, нагревая ее до рабочей температуры.
В DLP системе мы ограничены разрешением проектора.
К примеру, если проектор встроенный в принтер имеет разрешение full HD, то поле печати, при котором размер каждого проецируемого пикселя будет относительно небольшим, составит около 115х70 мм. Такого поля мало для печати стоматологических работ.
А увеличивая поле печати, пиксели будут увеличиваться в размере и будет теряться точность печати.
В SLA системе нет пикселей. Здесь полимеризация происходит за счет плавного передвижения лазерного луча. Поэтому поле печати может быть больше, чем в DLP системах.
К примеру, в принтере Formlabs Form 2 поле печати 145х145 мм, практически в 3 раза больше.
Для печати стоматологических моделей большое поле очень удобно, так как их можно разместить на столике много и напечатать в один заход, экономя время.
Совсем не секрет, что этот принтер является самым популярным среди стоматологов и лабораторий со всего мира.
Он имеет понятные, всем очевидные преимущества и невысокую стоимость.
И конечно же с ним пытаются конкурировать!
Многие производители и продавцы сопоставляют свои 3D-принтеры с лидером Formlabs, выдавая ложные данные о нем.
Ходят легенды и мифы о точности принтера Form 2 (от Formlabs), причем не только на российском, украинском рынках, но и на международных форумах.
Подчеркну: 200 микрон, это 0.2 мм!
В Form 2 используется лазер толщиной 140 микрон, но это совсем не о точности печати! Это минимальный размер печатаемого элемента!
Так какая все-таки точность принтера Form 2?
Проводился ряд экспериментов: печаталось изделие, затем сканировалось и сопоставлялось с файлом оригиналом. Так вот, точность печати составляла от 0 до 40 микрон! Этого более чем достаточно для применения этого принтера в стоматологии.
И именно поэтому его популярность не слабеет, а постоянно растет!
Пока все. Написали главные идеи, которые хотели вам донести.
Теперь вы знаете еще немного больше о технологиях 3D-печати и сможете это применить.
И если вдруг услышите, что 3D-принтер Form 2 печатает с точностью 150 микрон, вы уже задумаетесь, а не пытаются ли вам продать более дорогой принтер с худшими характеристиками.
Пусть такая классная технология как 3D-печать упрощает вам работу и жизнь!
Хотите приобрести принтеры и фотополимеры от компании Formlabs? Вы можете приобрести их прямо сейчас!
Цифровая светодиодная проекция (DLP)
Что такое DLP 3D печать?
DLP 3D печать – это одна из методик аддитивного производства, в которой для построения объектов используются жидкие фотополимерные смолы, затвердевающие под воздействием световых волн. «Да это же SLA печать!» – воскликнут те, кто уже знаком с методиками аддитивного производства. Действительно, принцип работы у этих двух технологий практически идентичен. Однако отверждение объекта в DLP печати происходит под воздействием другого источника света.
В целом DLP 3D печать можно охарактеризовать как прямой аналог 3D печати SLA, в некоторых аспектах даже превосходящий ее. К примеру, скорость печати в DLP 3D принтерах на порядок выше, чем в SLA устройствах. А разница в точности воспроизведения варьируется в зависимости от конкретного оборудования и расходного материала, и в основном невелика. Теперь перейдем к техническим аспектам и расскажем о принципе работы технологии DLP.
Описание технологии
Как и во всех технологиях 3D печати, первым шагом на пути к изготовлению физического объекта является построение его цифровой 3D модели. Не станем углубляться в подробности этого этапа, более подробно о 3D моделировании для 3D печати вы можете почитать здесь. Готовая 3Д модель загружается в программу-слайсер, предназначенную для выставления настроек печати и «разрезания» модели на слои. На этом этапе также генерируются поддерживающие структуры под нависающими элементами объекта. Полученные настройки сохраняются, модель конвертируется в управляющий код для 3D принтера. Теперь можно приступать к печати.
Выше мы уже упоминали о сходстве DLP и SLA 3D печати. Пришло время рассказать об их различии и принципе работы принтеров DLP. Вместо лазерной установки (как в SLA) DLP 3D печать работает со специальным проектором в качестве источника света. Эта методика не нова: такие DLP проекторы вы можете встретить и в других, более распространенных устройствах, к примеру, в телевизорах. Здесь же они применяются для отверждения жидких расходных материалов – фотополимерных смол.
Как и в SLA печати, существует два варианта устройств для DLP 3D печати: в одном построение объекта происходит снизу-вверх (рабочая платформа опускается), и наоборот (рабочая платформа поднимается). В нашей статье рассмотрим DLP 3D печать на примере устройств обеих типов.
Обратная DLP 3D печать
Итак, специальная емкость 3D принтера заполняется фотополимерной смолой до определенного уровня. Платформа построения опускается в емкость так, чтобы зазор между ней и дном был равен высоте одного слоя. Под емкостью расположен DLP проектор. На платформу проецируется свет, соответствующий сечению первого слоя модели. После его отверждения платформа поднимается вверх и начинается засветка второго слоя.
Так, шаг за шагом и создается физический объект. По завершению печати платформа поднимается выше уровня фотополимера, изделие извлекается и очищается от остатков расходного материала. После этого необходимо выполнить финальную засветку в УФ-лампе для полного отверждения материала.
Прямая DLP 3D печать
В отличие от обратной печати, DLP проектор здесь расположен сверху, над емкостью с фотополимером. При этом рабочая платформа находится непосредственно в ней. Для построения первого слоя платформа поднимается вверх так, чтобы зазор между ней и поверхностью расходного материала соответствовал высоте первого слоя.
Сечение первого слоя проецируется на платформу, отверждая фотополимер, после чего платформа опускается вниз на высоту одного слоя. Эти шаги повторяются вплоть до полного построения изделия. Дальнейшие действия идентичны описанным в предыдущем пункте: объект извлекается, очищается от расходного материала и подвергается дополнительной засветке.
Преимущества
Чем же так интересна DLP 3D печать? Какие ее особенности помогают этой методике с каждым днем завоевывать все большую популярность? Давайте смотреть:
Из недостатков стоит выделить лишь довольно высокую стоимость расходных материалов.
Применяемые материалы
DLP 3D печать работает с жидкими фотополимерными смолами (практически такими же, как SLA 3D печать). Некоторые расходные материалы даже подходят для работы с обеими методиками. Это зависит от длины волны засветки и расходного материала. Однако даже конкретно для цифровой светодиодной проекции разработаны отличные профессиональные линейки фотополимерных смол.
Так, сегодня на рынке 3Д печати можно найти гибкие и жесткие материалы, прозрачные фотополимеры и смолы самых разнообразных цветов. Доступны также расходные материалы для специфических целей. К примеру, стоматологические фотополимеры с разнообразными свойствами, а также выжигаемые материалы для изготовления ювелирных мастер-моделей.
Оборудование
Уже сегодня некоторые DLP 3D принтеры могут составить прямую конкуренцию оборудованию для SLA печати. В нашем магазине представлены разнообразные устройства, как профессионального, так и бюджетного класса, для DLP 3D печати. Ниже перечислены некоторые из них:
Все 3Д принтеры доступны для заказа. По дополнительным вопросам пишите нам на электронную почту, либо звоните по телефонам, указанным в разделе «Наши контакты».
Для чего нужна DLP 3D печать?
С принципом работы технологии мы разобрались. Теперь рассмотрим сферы применения 3D печати DLP:
В целом, DLP 3D печать подойдет для любой сферы, где важна высокая точность и детализация создаваемых изделий. С равным успехом этот метод используется в архитектурном макетировании, а также для мелкосерийного производства изделий небольшого размера.
