Die Grundlagen des Harz-3D-Drucks basieren auf der genauen Aushärtung von Harz an einer bestimmten Stelle im XYZ-Raum. Bei normalen 3D-Druckern ist die Z-Auflösung besser als Schichtdicke definiert. während die XY-Auflösung durch die Bildgebungstechnologie definiert wird, die das Harz aushärten lässt. Früher waren das immer laserbasierte Drucker. Wo der Laser in das Harz „schreibt“ und überall dort, wo er das Harz berührt, härtet das Material zu einem festen Kunststoff aus. Seitdem gab es viele Entwicklungen bei neuen bildgebenden Verfahren. Nach Lasern entwickelte Envisiontec (jetzt ETEC) in den frühen 2000er Jahren eine projektorbasierte Bildgebungstechnik, die immer noch als DLP-3D-Druck bekannt ist. Diese Technologie hat einige Vorteile gegenüber laserbasierten Systemen und ermöglichte die Entwicklung der ersten Harz-3D-Drucker in Desktop-Größe. Obwohl die DLP-Technologie noch einiges zu bieten hat Nachteile (wie das begrenzte Verhältnis von Baugröße / Pixelgröße und der damalige Preis). Um 2017 brachte Wanhao den ersten erschwinglichen LCD-basierten Drucker auf den Markt. Obwohl Unternehmen wie Structo und Photocentric die Technologie einige Jahre zuvor veröffentlicht haben. Diese neue, auf LCD-Bildschirmen basierende Bildgebungstechnologie eroberte schnell die Einstiegsklasse und jetzt sogar den professionellen Harz-3D-Druckbereich. Von hier aus ist die Geschichte der Bildgebungstechnologien für den Harz-3D-Druck bekannt. Von 2K-RGB-LCD-/MSLA-Harz-3D-Druckern am Anfang hat es sich zu 2K entwickelt monoChrombildschirme, 4K und sogar 8K mono LCD-Bildschirme. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die dahinter stehenden Technologieunterschiede monoChrom-LCD-Bildschirme vs. RGB-LCD-Bildgebungstechnologie.
LCD-Bildschirmtechnologie im Harz-3D-Druck
Wir könnten es nicht besser schreiben Ackuretta: „LCD steht für Liquid Crystal Display – Sie werden mit dieser Technologie vertraut sein, da Sie diesen Artikel entweder über ein mobiles Gerät oder einen Computerbildschirm lesen. Das helle Ding vor Ihnen ist der LCD-Bildschirm.“
Neben der Z-Achse, die die Z-Auflösung liefert, ist die wichtigste Komponente eines Harz-3D-Druckers sein Bildgebungssystem. Bei LCD-Druckern ist es offensichtlich der LCD-Bildschirm in Kombination mit seinem LED-Array. Die Technologie der LCD-Bildschirme in einem Harz-3D-Drucker ist ziemlich ähnlich wie beispielsweise ein Laptop-LCD (mit Ausnahme der Hintergrundbeleuchtung, auf die wir später noch zu sprechen kommen). Während der letzten Jahrzehnte haben Imaging-Unternehmen unglaublich viel Arbeit geleistet, um bessere, größere und schärfere LCD-Bildschirme zu entwickeln.
Wie funktioniert ein LCD-Bildschirm?
Ein LCD-Bildschirm ist aus vielen verschiedenen Schichten aufgebaut und jede Schicht hat ihre eigene Funktion, damit das LCD funktioniert. Wie der Name LCD schon sagt, basiert die Anzeige auf Flüssigkristallen. Diese Kristalle sind zufällig vorhanden und verhalten sich im Normalzustand wie eine Flüssigkeit. In diesem Zustand sind sie für Licht ziemlich transparent. Wenn lokal (pro Pixel) ein Strom an diese Flüssigkristalle angelegt wird, ändern sie ihre Ausrichtung und blockieren Licht. Indem Sie dies für jedes Pixel tun und eine Hintergrund-LED dahinter platzieren, wird ein 2D-Bild erstellt.
Bild von Elektronik360: einfache schematische Zeichnung der wichtigen Teile eines LCD-Bildschirms.
In andere WorteWenn an diese Flüssigkristallmoleküle eine elektrische Ladung angelegt wird, entdrillen sie sich. Wenn sie sich aufrichten, ändern sie den Winkel des Lichts, das sie durchdringt, so dass es nicht longer dem Winkel des oberen Polarisationsfilters entspricht. Folglich kann kein Licht durch diesen Bereich des LCD hindurchtreten, was diesen Bereich dunkler macht als die umgebenden Bereiche.
MonoChrom- vs. RGB-LCD-Bildschirm im Harz-3D-Druck
LCD-basierte Harz-3D-Drucker begannen mit einem RGB-LCD-Display, das für die meisten Displayarbeiten perfekt funktioniert. Aber für den Harz-3D-Druck ist es nur wichtig, dass Sie eine Lichtwellenlänge (eine Farbe) zum Drucken haben. Dies ist oft 405-nm-Licht, das violett/blau ist. Bei dieser Wellenlänge funktionieren Ihre Standardharze einwandfrei. Das Lustige dabei ist, dass das „altmodische“ monoChrom (bedeutet einfarbige) LCD-Bildschirme funktionieren dafür viel besser. Natürlich sind diese Bildschirme nicht wirklich altmodisch und auch bei einfarbigen LCD-Bildschirmen hat sich in den letzten Jahrzehnten viel entwickelt.
Das Bild unten zeigt ein RGB und ein monoverchromter LCD-Bildschirm. Die RGB-Bildschirme enthalten Farbfilter. Denn RGB ist eine Abkürzung für Rot, Grün und Blau. Die Farbfilter sind für Farbfernseher, Telefon- und Computerbildschirme notwendig, aber beim 3D-Druck brauchen Sie keine Farbe. Diese Farbfilter der LCD-Drucker der ersten Generation führen zu einer reduzierten Transmissionsrate. Das bedeutet weniger Lichtleistung und damit langsameres Aushärten des Harzes.
Bild von Ackuretta: der Unterschied in der Lichtleistung eines RGB (Farb-)LCD-Bildschirms im Vergleich zu a monoverchromter LCD-Bildschirm.
LCD-Öffnungsverhältnis erklärt durch Chitusystems bekannt von Chitubox
Wenn wir Mehr bombastische Details In der Bildgebungstechnologie von LCDs ist ein wichtiger Wert das Öffnungsverhältnis. Das Öffnungsverhältnis ist das Verhältnis der Fläche des lichtdurchlässigen Teils des Pixels zur Gesamtfläche des Pixels. Sie machten ein Vergleichsbild unten mit einem LCD mit einem Öffnungsverhältnis von 50 ∼ 80 %.
Bild von Chitubox / Chitusystems: Unterschiede im Öffnungsverhältnis sind wichtig in der LCD-Technologie
Nach Chitusystems: „Die Erhöhung des Öffnungsverhältnisses wird hauptsächlich durch das Konstruktionsschema und die Prozessfähigkeit bestimmt. Im Herstellungsprozess wird auch die Ausrichtungsgenauigkeit des Array-Substrats und des Farbfiltersubstrats einen entscheidenden Einfluss auf das Aperturverhältnis haben.“
Bild von chitubox: Ein quadratisches Pixel wird gebildet, wenn das rote, grüne und blaue Subpixel belichtet wird.
Zurück zum Unterschied mit monoChrombildschirme, diese haben keine roten, grünen oder blauen Farbfilter und arbeiten nur in einer Farbe. Stellen Sie es sich als Schwarz-Weiß-Bild vor (mit Grautönen möglich). In den Pixeln, die als weiß angezeigt werden, kann viel des 405-nm-Lichts von den darunter liegenden LEDs das gesamte Pixel passieren.
Was sind die Vorteile von MonoChrom-LCD-Displays im Harz-3D-Druck?
MonoChrom-LCDs eignen sich besser für den Harz-3D-Druck, da sie die Druckgeschwindigkeit erhöhen und die Lebensdauer des Bildschirms verlängern. Zunächst einmal gelten LCD-Bildschirme im Harz-3D-Druck als Verbrauchsmaterial. Diese Siebe müssen ausgetauscht werden, wenn die Leistung nachlässt. Im Gegensatz zu DLP-Systemen, die nachkalibrierbar sind und viele Jahre funktionieren sollen. Bei LCD-Bildschirmen vom RGB-Typ beträgt die Lebensdauer eines Bildschirms bei normaler Nutzung etwa 500 Stunden. Sie werden tote Pixel, flackernde LCD-Bildschirme oder nicht mehr funktionierende Teile bemerken, wenn die Lebensdauer des LCD abgelaufen ist. Unserer Erfahrung nach kann diese Lebensdauer eines RGB-LCDs bei vielen verschiedenen Druckern zwischen 200 und 700 Stunden variieren. Wenn Sie es selbst ersetzen, kostet es etwa 30-150 US-Dollar für Ersatzteile und es ist eine ziemlich einfache Aufgabe. Handbücher für die meisten Druckermodelle finden Sie online. Für monoChrome-Bildschirme wird die Lebensdauer mit 2000 Stunden beworben, was eine erhebliche Verbesserung gegenüber den 500 Stunden der RGB-LCD-Bildschirme darstellt. Wir haben daran gearbeitet monoChrome-Drucker seit ihrer Einführung (etwa Ende 2020). Obwohl wir nicht Vollzeit und nur für F&E- und Qualitätszwecke drucken, haben wir keine ersetzt monoChrombildschirm zum Zeitpunkt des Schreibens (Januar 2023). Die Druckstunden wurden nicht gezählt, aber wir sind sicher, dass dies viel mehr ist im Vergleich zu den RGB-LCD-Bildschirmen, die wir in der Vergangenheit viele Male ersetzt haben, bevor wir diese Drucker außer Betrieb genommen haben.
Druckgeschwindigkeit von monoChrom-LCD-Bildschirme im Vergleich zu RGB-LCD im Harz-3D-Druck.
Die Helligkeit und das Kontrastverhältnis der Bildschirme sind stärker auf 405-nm-Licht eingestellt und es sind keine Farbfilter vorhanden, was die Helligkeit der LEDs erhöht. Diese Verbesserungen tragen alle zu einer höheren Druckgeschwindigkeit bei. Die folgenden Drucker sind beides 2K-LCD-Drucker, die photon ist ein RGB-Typ und die Mono lernen muss die monoChrom-Version. Sie können den Unterschied in der Druckgeschwindigkeit dort sehen:
Besonders bei starren Harzen ist die Druckgeschwindigkeit sehr viel schneller monoverchromte LCD-Bildschirme. Zum Beispiel Liqcreate Premium Model bräuchte für 16,0mm Schichtdicke auf einem RGB-Bildschirm 0,1 Sekunden Belichtungszeit und auf dem nur 2,0 Sekunden MonoChrom-LCD-Bildschirm von der Anycubic Photon Mono. Für einige Spezialharze wie z Tough-X Die Druckgeschwindigkeit verdoppelt sich nur von 30 Sekunden auf 14 Sekunden, da diese Spezialharze mehr Zeit und UV-Leistung zum Aushärten benötigen.
Fazit weiter MonoChrom- vs. RGB-LCD-Bildschirme für den Harz-3D-Druck
Da wir seit vielen Jahren auf >20+ LCD-Druckern drucken, würden wir jedem raten, der nach einem neuen Harz-3D-Druck sucht, sich für einen zu entscheiden monoChrom-LCD-Drucker. Mit jedem neu veröffentlichten Modell sehen wir einige neue Vorteile und bessere LCD-Bildschirme. Die Vorteile von MonoChrom-LCD-Bildschirme sind offensichtlich und wir haben noch keine negative Seite davon gefunden.
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