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?
- Технология печати DLP
- Обратная DLP 3D-печать
- Прямая DLP 3D-печать
- Преимущества и недостатки технологии DLP
- DLP 3D-принтер своими руками
- Популярные DLP 3D-принтеры
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:
- Высокие показатели точности. Как и классические стереолитографические принтеры, DLP-устройства обладают высокими показателями точности печати. При использовании нужных установок можно добиться минимальной толщины слоя в 15 микрон, в то время как минимальная толщина слоя, наносимого обычными FDM-устройствами, составляет около 50 микрон.
- Высокий диапазон механических характеристик используемых фотополимерных смол.
- Отсутствие ограничений палитры. Изделия могут быть напечатаны в любом цвете.
Пожалуй, единственным недостатком DLP можно назвать относительно высокую стоимость расходных материалов. Один литр жидкой смолы стоит около $150, в то время как килограммовую катушку пластиковой нити можно приобрести за $40.
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:
- Покупаем экран, контроллер, ультрафиолетовый светодиод, радиатор для охлаждения светодиода, адаптер, ванну для фотополимера.
- Верхнюю крышку, платформу из нержавейки и балку можно вырезать самостоятельно.
- В верхней части радиатора для охлаждения светодиода высверливаем четыре отверстия, к которым подсоединяем светодиод с помощью термопасты и винтов М5.
- Корпус сделаем из алюминиевого профиля.
- Бока закрываем фанерой.
- Кожух вырезаем из нержавейки.
- Собираем детали между собой.
- Подсоединяем кабели HDMI и USB для монтажа в корпус.
- Подсоединяем понижающий и повышающий преобразователи.
- Заполняем ванночку смолой.
- Подключаем принтер к компьютеру, устанавливаем слайсер.
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.
- Вес с упаковкой 28 кг
- Сертификаты FCC, CE, CB
- Материал корпуса сталь
- Программное обеспечение Internal Wanhao Slicer
- Страна производитель Китай
- Вес, кг 22
- Длина волны УФ 405 нм
- Источник света УФ
- Печать DLP
- Точность по осям X, Y, мм X/Y: 0.075 мм, Z: 0.035~0.1 мм
- Формат файла STL
- Область рабочей камеры 190 x 120 x 180 мм
- Скорость до 30 мм/ч
- Толщина слоя от 35 мкм
- Дисплей 9.7" от iPad
- Интерфейсы USB, Wi-Fi
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.
- Программное обеспечение SprintRay Software
- Страна производитель USA
- Длина волны лазера 405 нм
- Печать DLP
- Разрешение по осям X и Y 100 мкм
- Область рабочей камеры 127 x 76 x 203 мм
- Скорость 25,4 мм/час
- Специализация Стоматология
- Поддерживаемые материалы SprintRay resin, NextDent resin
- Толщина слоя от 20 мкм
- Интерфейсы Wi-Fi b/g/n, Ethernet Cable
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.
- Электропитание 110/250V
- Вес, кг 9,5
- Длина волны УФ 405 нм
- Печать DLP
- Разрешение печати 2560х1440
- Точность печати 0.04 мм
- Область рабочей камеры 120х68х200
- Скорость 0.5 мм/сек
- Поддерживаемые материалы 405nm фотополимерные смолы
- Толщина слоя от 35 мкм
- Интерфейсы USB
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.
Оставить комментарий