Am Anfang der DLP-3D-Drucker war der Fachjargon recht einfach. Es waren hauptsächlich HD-Beamer verfügbar und bei einigen exotischen Modellen entschieden sich die Hersteller für einen 4K-DLP-Beamer. In der heutigen Hardware- und Materiallandschaft sind die verschiedenen Techniken und Marketingausdrücke endlos und manchmal verwirrend. In diesem Artikel erläutern wir Ihnen die technologischen Unterschiede in Hardware und Materialien.
HD- vs. 2K- vs. 4K- vs. 8K-Bildgebungshardware-Auflösung
Die Benennung der Auflösung der DLP- und LCD-Bildschirme stammen aus der allgemeinen Hardware- und Displayindustrie. Es hat mit der Menge an Linien und Pixeln zu tun, die innerhalb eines Bildschirms / einer Projektion verfügbar sind. Ursprünglich gab es 2 Optionen, 720P (HD ready) und 1080P (Full HD). Diese Auflösungen werden hauptsächlich in DLP-Techniken verwendet. Zum Beispiel die Asiga Max, Atum3D DLP Station 5, Miicraft Hyper-Serie und 3DSystems-Abbildung 4 Verwenden Sie ein Full HD (1080P; 1920*1080 Pixel) DLP-Modul. Jahrelang (und vielleicht noch heute) war dies das am häufigsten verwendete DLP-Modul. Einige ältere DLP-Druckermodelle und die neu angekündigten Anycubic Photon Ultra- Verwenden Sie ein 720P DLP mit niedrigerer Auflösung.
Bild von thinkware.com: Unterschied zwischen 720P-, 1080P-, 2K-, 4K- und 8K-Auflösung in der Bildschirmtechnologie.
Wie sieht es mit der Auflösung im 3D-Druck aus?
Sieht ganz einfach aus, oder? Schauen wir uns an, wie sich dies auf 3D-Druckhardware aus Harz überträgt. In der folgenden Tabelle finden Sie die Auflösung nach Hersteller des 3D-Druckers und die tatsächliche Pixelgröße gängiger 3D-Drucker. In der 720p- und HD-Auflösung passt alles recht gut zu den technischen Spezifikationen der Displayindustrie. Ab 2K-Auflösung und höher wird es durcheinander.
Tabelle 1: Auflösung und Pixelgröße beliebter Harz-3D-Druckmarken und -technologien.
[1] Aus den Daten nicht ersichtlich, ob ein 4K-Chip (3840 * 2160 Pixel) oder ein XPR-Chip mit geringerer Auflösung und Pixelmanipulation verwendet wird
[2] XPR wird verwendet, um Pixel eines 2960*1660- oder 2716*1528-Chips auf 4K (3840*2160 Pixel) zu manipulieren
[3] Wahrscheinlich zwei 4K-Projektoren
Konzentrieren wir uns zunächst auf die LCD-Technologie, da diese am einfachsten zu erklären ist. Wie Sie der obigen Tabelle entnehmen können, sind für 2K-, 4K-, 6K- und 8K-LCD-Bildschirme mehrere Konfigurationen möglich. Die Zahl vor dem „K“ wird oft an die Anzahl der Pixel in der Breite angepasst. Die 8K-LCD-Bildschirme, die im 3D-Druck verwendet werden Phrozen Sonic Mega 8K und Mini 8K haben jeweils 7700 * 4300 und 7500 * 3300 Pixel. Alles im Marketingbegriff „8K-Auflösung“ erwähnt. Die Anzahl der Pixel geteilt durch die Breite ergibt die Pixelgröße. Dies wird oft als Genauigkeitsfaktor beim 3D-Druck angesehen. Die Mega 8K und Mini 8K haben eine ziemlich ähnliche Pixelanzahl, aber der Bildschirm der Mega 8K ist viel größer und hat eine Pixelgröße von 0,043 mm, während die Mini 8K viel kleiner ist und auch eine kleinere Pixelgröße von 0,022 mm hat. Was ist mit 4K-DLP-Druckern?
Warum gibt es einen Unterschied in der 4K-DLP-Auflösung?
Das ist viel schwieriger zu erklären. Hochauflösende echte 4K-DLP-Projektoren gibt es schon seit einiger Zeit, die in industriellen Anwendungen wie Kinos eingesetzt werden. Der Preis für einen echten 4K-DLP mit 3840 * 2160 Pixeln war schon immer sehr hoch und wird im 3D-Druck oft nicht verwendet. Seit einigen Jahren haben DLP-Hersteller eine Methode erfunden, um die 4K-DLP-Systeme durch Pixelverschiebung der HD-Auflösung in ein 4K-Bild billiger zu machen. Es gibt eine Kontroverse darüber, ob dies als 4K bezeichnet werden kann, da die Pixelmenge des DMD-Chips nicht wirklich 3840 * 2160 beträgt. Wenn Sie Zeit haben, finden Sie eine interessante Lektüre von Evan Powell von projectcentral.com hier.
Gehen wir einen Schritt zurück. In einem DLP-3D-Drucker emittieren eine oder mehrere LEDs Licht auf einen DMD-Chip. Dieser DMD-Chip besteht aus Mikrospiegeln. Diese Spiegel können für jeden Spiegel ein- oder ausgeschaltet werden. Wenn ein Spiegel eingeschaltet ist, fällt das Licht auf die Bauplattform im 3D-Drucker. Wenn ein Spiegel ausgeschaltet ist, wird er nicht belichtet. Ein Full-HD-DMD-Chip besteht aus 1920*1080 Pixeln. Alle diese 2 Millionen Pixel / Mikrospiegel können einzeln ein- oder ausgeschaltet werden. Geben Sie dem Bild eine HD-Auflösung. Es ist wirklich faszinierend, wie klein ein DMD-Chip mit seinen 2 Millionen Mikrospiegeln ist.
Bild von projectjunkies.com: berühmter 0.47-Zoll-DMD-Chip, der eine Full-HD-Projektion (1920 * 1080 Pixel) ermöglicht.
Um eine höhere Genauigkeit zu erreichen, können Sie dem DMD-Chip Pixel hinzufügen. Da dies ein komplizierter und teurer Prozess ist, steigen die Preise erheblich. Ein billigerer Weg, dies zu tun, besteht darin, die Pixel eines kleineren DMD-Chips zu manipulieren, um 4K-Qualität zu erreichen. Sie manipulieren einen 0.66 Zoll (2716 x 1528) DMD-Chip oder einen 0.47 Zoll (1920 x 1080) (Full HD) DMD-Chip auf ein Bild mit 4K-Auflösung (3840 x 2160). Nikos Tsolas von Projectorjunkies.com erklärt dies hier. Es wird XRP-Technologie genannt. Dies senkt die Preisgestaltung <6900 $ für einen 4K-DLP-Projektor.
Nikos erklärt „Die XPR-Technologie hat es den DLP-Projektoren der letzten Jahre ermöglicht, als 4K bezeichnet und als 4K beworben zu werden. Es ist der Trick von Texas Instruments, würden wir sagen, den Herstellern von DLP-Projektoren eine 4K-Auflösung zu geben und ihnen gleichzeitig den klassischen DMD-Chip zu verkaufen mit einer Auflösung von 1920 × 1080, der seit 10 Jahren fertigt. Kommen wir direkt zum Punkt und finden heraus, wie die XPR-Technologie funktioniert und viele Fragen werden beantwortet.“
Bild von projectjunkies.com: Manipulation von Full HD und 2716*1528 DMD-Chips auf 4K UHD.
Was ist die XRP-Technologie in 4K-DLP-Systemen?
Nikos weiter „Das XPR-Modul ist ein sehr einfach zu konzipierendes, aber genaues Gerät und besteht aus 2 Hauptteilen. Der optische und der elektromechanische Teil. Im optischen Teil haben wir ein Stück speziell bearbeitetes Glas, so dass es den Lichtstrahl, der seinen Anruf erhält, entsprechend der horizontalen und vertikalen Achse lenkt.
Bild von projectjunkies.com: XRP-Modul, das nach dem DMD-Chip platziert werden soll, um Pixel zu verschieben.
Im elektromechanischen Teil haben wir 4 Elektromagnetspulen, die dieses Glasstück zwingen, seine Position sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Achse zu ändern.“
Lesen Sie den ausführlichen Artikel hier oder sehen Sie sich das Video an:
Was bedeutet XRP-manipulierte 4K-Auflösung im 3D-Druck?
Es gibt ein paar Nachteile in der XRP-Technologie im Vergleich zu echtem 4K. Da sich die Pixel ständig bewegen, ist das Kontrastverhältnis von XRP geringer und es gibt eine leichte Unschärfe an den Pixelrändern. Spielt das beim 3D-Druck eine Rolle? Für den 3D-Druck ist es immer gut, ein hohes Kontrastverhältnis Ihres Projektors zu haben. Ein hohes Kontrastverhältnis bedeutet, dass die unbelichteten Pixel wirklich dunkel sind, während die belichteten Pixel sehr hell sind. Durch ein hohes Kontrastverhältnis ist eine detaillierte Kantengenauigkeit im 3D-gedruckten Teil möglich. Ein niedrigeres Kontrastverhältnis ist ohne mikroskopische Bildgebung nicht immer sichtbar. Allerdings könnten hochreaktive Harze damit Probleme haben, da die dunklen Pixel nicht wirklich dunkel sind. Nach vielen belichteten Schichten können diese Reaktionsharze durch die Aufbauenergie vieler Schichten willkürlich zu polymerisieren beginnen. Was ist dann mit den verschwommenen Pixelkanten? Nun, viele Hersteller von 3D-Druckern verwenden bereits verschwommene Pixel an den Rändern des Teils, um einen glatteren Druck zu erhalten. Bei richtiger Einwahl auf dem Harz kann dies ohne Probleme gut funktionieren.
Woher weiß ich, ob ein Drucker einen XRP 4K-Projektor oder einen echten 4K-DLP hat?
Dies hängt von den Daten ab, die ein 3D-Druckerhersteller veröffentlicht. Manche sind da ganz ehrlich. Zum Beispiel UnionTech hat den DMD-Chip (TI DLP660TE) seines industriellen 300K-Druckers Cute 4 auf seiner Website gelistet. Wenn Sie auf dem DMD-Chip suchen, können Sie feststellen, dass es sich um ein 0.66-Zoll-DMD (2716 * 1528) handelt, was bedeutet, dass es durch diagonales Verschieben von Pixeln ein 4K-Bild liefern kann. ETEC / EnvisionTec ist weniger transparent, aber wenn Sie ihren Bauraum (in mm) geteilt durch ihre native Pixelauflösung (in mm) berechnen, finden Sie eine DMD-Auflösung von 2960 * 1660 Pixel, was nahe genug an den 0.66 Zoll (2716 * 1528) liegt. DMD-Chip. Während RapidShape erwähnt nur 4K und 3840 * 2160 Pixel. Ist dies ein echter 4K-Projektor oder ein XRP 4K DLP?
Ist ein 2K-LCD-/MSLA-Drucker genauer als ein HD?
Wie Sie jetzt erwarten, ist die Antwort viel komplizierter als die Frage. Zunächst einmal sagt die Bezeichnung 2K LCD oder HD Beamer nichts über die (native) Pixelgröße aus. Auch wenn man ein 2K-LCD mit einem HD-Beamer vergleicht, die beide eine Pixelgröße von 0.05 mm haben, ist diese Frage schwer zu beantworten. Wenn ein DLP gut produziert wird, ist die Qualität oft besser als bei LCD-Druckern.
Taucht man tiefer in die technischen Daten ein, hat vieles mit der Hardware in Kombination mit der Software, Druckparametern und Materialien zu tun. Was wir von früheren Modellen von LCD-Druckern gesehen haben, ist, dass die Kantengenauigkeit nicht zu groß war, aber im letzten Jahr gab es eine Menge Verbesserungen in dieser Hinsicht. Was wir von DLP kennen, ist, dass viel mehr Manipulationsmöglichkeiten in der Software und Micro-Mirrors möglich sind (wenn der Hersteller dies entwickelt). Beim Bau eines guten DLP-3D-Druckers muss der Hersteller sicherstellen, dass der Fokus perfekt auf dem Harztank liegt und die Linsen- und Trapezverformungen ausgleichen. Wenn ein DLP gut produziert wird, ist die Qualität oft besser als bei LCD-Druckern.
Ist ein Projektor/LCD mit höherer Auflösung genauer?
Wenn Sie alle anderen Faktoren ausschließen, ist ein Projektor oder LCD mit höherer Auflösung genauer. Leider spielen in den meisten Fällen noch andere Faktoren eine Rolle. Was wir in der Vergangenheit gesehen haben, ist, dass man die Spezifikationen innerhalb einer Druckermarke recht gut vergleichen kann. Es ist schwierig, die Spezifikationen verschiedener Druckmarken zu vergleichen. Zum Beispiel die Phrozen Sonic Mini 4K und die Elegoo Mars 3 sind mit einer Pixelgröße von 0.035 mm recht ähnlich. Mit dem Mars 3 erhalten wir hochwertigere Modelle im Vergleich zum Phrozen Sonic Mini 4K. Die LCD-Bildschirme sind unterschiedlich, aber auch der Mini 4K verwendet eine Glasplatte auf dem LCD, was die Schärfe der belichteten Pixel verringert. Auf dem Papier sind diese Unterschiede schwer/unmöglich zu erkennen.
Was sind 4k- oder 8k-Harze?
Mit dem Aufkommen der 4K- und 8K-Drucker erreicht das Marketing auch den Harzmarkt. Zum Beispiel Phrozen bietet jetzt a 4K-Harz und einem 8K-Harz. Nach Phrozen; "Phrozen Aqua 4K Resin wurde für die Darstellung von 3D-Modellen in hoher Auflösung entwickelt und funktioniert am besten mit dem Sonic Mini 4K & Sonic Mighty 4K-3D-Drucker. Mit seiner speziellen Formel Phrozen Aqua 4K Resin erstellt hochwertige und äußerst komplexe 3D-Modelle mit 4K-Auflösung.“
Als Harzentwickler und -hersteller wissen wir genau, dass ein speziell für einen Drucker entwickeltes Harz eine hervorragende Qualität bieten kann. Die Leistung der Lichtquelle des Druckers kann fein abgestimmt werden, um für das Harz am besten zu funktionieren und umgekehrt. Dies bedeutet nicht, dass Sie die 4K-Auflösung erhalten, wenn Sie es auf einem anderen 4K-Drucker ausführen. Die Auflösung ergibt sich aus der Hardware in Kombination mit Einstellungen, die gut mit dem Harz harmonieren. Mit jedem kompatiblen Harz können Sie gedruckte Teile mit ähnlicher Auflösung erhalten.
Update April 2022 zu 4K-DLP-Projektoren für den Harz-3D-Druck.
Nur wenige Monate nachdem wir diesen Artikel veröffentlicht haben, Austrian DLP-Hersteller In-Vision kündigte die Veröffentlichung eines nativen 4K-Projektors für 3D-Druckanwendungen an. Verfügbar Mitte 2022, es müssen noch viele Details veröffentlicht werden.
Laut 3Dprintingindustry.com „Die Light Engine mit dem Namen AVATAR basiert auf einem neuen Chipsatz von Texas Instruments das eine native Auflösung von 4096 x 2176 bietet, eine radikale Verbesserung gegenüber der derzeitigen Notwendigkeit, WGXGA-Chip-Pixel neu zu positionieren, um die Bildauflösung zu verbessern und 4K innerhalb der DLP-Projektion zu erreichen.“
Wir haben uns sehr gefreut, dies zu lesen, aber leider gibt es nicht viele Informationen über die tatsächliche Pixelgröße oder ein Datenblatt von Texas Instruments. Die einzigen verfügbaren Informationen sind, dass es auf den TI-Chipsätzen DLP990U oder DLP990UUV basiert und für die Wellenlängen 365 nm, 385 nm und 405 nm verfügbar sein wird. Entsprechend In-Vision DLP-Hersteller „Ausgestattet mit der nativen Auflösung von 4096 x 2176, die der neue Chipsatz von Texas Instruments bietet, wird der AVATAR UV-Lichtprojektor es 3D-Druckern ermöglichen, größere Bereiche mit hoher Auflösung als zuvor zu belichten und bewegte Belichtungen mit hoher optischer Leistung zu machen. Zusätzlich zu seinem Angebot an nativer Auflösung bietet das System auch eine Reihe weiterer wichtiger Funktionen, um eine neue Ebene des fortschrittlichen industriellen 3D-Drucks zu ermöglichen.“ Wenn Sie sich wirklich für Technologie interessieren, finden Sie eine nette Lektüre über den Hintergrund und die bei In-Vision durchgeführten Tests, wenn Sie das Whitepaper in abonnieren diesen Link auf der In-Vision-Website.
Wir hofften, dass dies eine interessante und lehrreiche Lektüre war. Bitte senden Sie uns eine E-Mail an info@liqcreate.com wenn Sie Fragen, Kommentare oder Anmerkungen haben. Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Drucken!
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