Explicado: resolución 2K, 4K y 8K, impresoras 3D y resinas

En el comienzo de DLP Impresoras 3D, la jerga era bastante sencilla. Había disponibles principalmente proyectores HD y, en algunos modelos exóticos, los fabricantes optaron por un 4K. DLP proyector. En el panorama actual de hardware y materiales, las diferentes técnicas y expresiones de marketing son infinitas y, a veces, confusas. En este artículo explicamos las diferencias de tecnología en hardware y materiales.

Resolución de hardware de imagen HD vs 2K vs 4K vs 8K

La denominación de la resolución del DLP y las pantallas LCD provienen del general industria de hardware y visualización. Tiene que ver con la cantidad de líneas y píxeles disponibles dentro de una pantalla/proyección. Originalmente había 2 opciones, 720P (HD ready) y 1080P (Full HD). Estas resoluciones se utilizan principalmente en DLP técnicas. Por ejemplo el Asiga Max, Atum3D DLP Station 5, Miicraft Hyper series y 3DSystems Figura 4 utilizan Full HD (1080P; 1920*1080 píxeles) DLP módulo. Durante años (y tal vez todavía hoy) este fue el más utilizado. DLP módulo. Algún modelo antiguo DLP impresoras y el recién anunciado Anycubic Photon Ultra usa una resolución más baja 720P DLP.

Imagen de thinkware.com: diferencia entre resolución 720P, 1080P, 2K 4K y 8K en tecnología de pantalla.

¿Qué pasa con la resolución en la impresión 3D?

Parece bastante simple, ¿verdad? Veamos cómo se traduce esto en hardware de impresión 3D de resina. En la siguiente tabla, puede encontrar la resolución según el fabricante de la impresora 3D y el tamaño de píxel real de las impresoras 3D populares. En la resolución 720P y HD, todo coincide bastante bien con las especificaciones técnicas utilizadas en la industria de las pantallas. A partir de una resolución de 2K y superior, se confunde.

Tabla 1: Resolución y tamaño de píxel de marcas y tecnologías populares de impresión 3D de resina.

[1] No queda claro a partir de los datos si se usa un chip 4K (3840 * 2160 píxeles) o un chip XPR con menor resolución y manipulación de píxeles

[2] XPR se utiliza para manipular píxeles de un chip de 2960*1660 o 2716*1528 a 4K (3840*2160 píxeles)

[3] Probablemente dos proyectores 4K

Centrémonos primero en la tecnología LCD, ya que es la más fácil de explicar. Como puede ver en la tabla anterior, hay varias configuraciones posibles para pantallas LCD de 2K, 4K, 6K y 8K. El número antes de la "K" a menudo coincide con la cantidad de píxeles en el ancho. Las pantallas LCD de 8K utilizadas en la impresión 3D en el Phrozen Sonic Mega 8K y Mini 8K tienen respectivamente 7700 * 4300 y 7500 * 3300 píxeles. Todo lo mencionado en el término de marketing “resolución 8K”. La cantidad de píxeles, dividida por el ancho, es el tamaño del píxel. Esto a menudo se considera el factor de precisión en la impresión 3D. El Mega 8K y el Mini 8K tienen una cantidad de píxeles bastante similar, pero la pantalla del Mega 8K es mucho más grande dándole un tamaño de píxel de 0,043 mm mientras que el mini 8K es mucho más pequeño y también tiene un tamaño de píxel más pequeño de 0,022 mm. ¿Qué pasa con 4K? DLP impresoras?

¿Por qué hay una diferencia en 4K? DLP ¿resolución?

Esto es mucho más difícil de explicar. Alta resolución 4K verdadero DLP Los proyectores existen desde hace un tiempo y se utilizan en aplicaciones industriales como el cine. El precio de un verdadero 4K DLP con 3840 * 2160 píxeles siempre ha sido muy alta y a menudo no se utiliza en la impresión 3D. Desde hace algunos años, DLP Los fabricantes han inventado un método para hacer el 4K. DLP Los sistemas son más baratos cambiando la resolución HD a una imagen 4K. Existe una controversia en curso sobre si esto puede denominarse 4K, porque la cantidad de píxeles del chip DMD no es realmente 3840 * 2160. Si tiene tiempo, puede encontrar una lectura interesante de Evan Powell en proyectorcentral.com. aquí.

Retrocedamos un paso. en un DLP En una impresora 3D, uno o más LED emiten luz en un chip DMD. Este chip DMD está hecho de microespejos. Estos espejos se pueden encender o apagar para cada espejo. Si se enciende un espejo, la luz quedará expuesta a la bandeja de construcción de la impresora 3D. Cuando un espejo está apagado, no quedará expuesto. Un chip DMD Full HD está fabricado con 1920*1080 píxeles. Todos estos 2 millones de píxeles/microespejos se pueden encender o apagar individualmente. Dando una resolución HD a la imagen. Es realmente fascinante lo pequeño que es un chip DMD con sus 2 millones de microespejos.

Imagen de projectorjunkies.com: famoso chip DMD de 0.47” que proporciona una proyección Full HD (1920*1080 píxeles).

Para obtener una mayor precisión, puede agregar píxeles al chip DMD. Como este es un proceso complicado y costoso, los precios suben significativamente. Una forma más económica de hacer esto es manipular los píxeles de un chip DMD más pequeño para alcanzar la calidad 4K. Manipulan un chip DMD de 0.66” (2716*1528) o un chip DMD de 0.47” (1920*1080) (Full HD) a una imagen de resolución 4K (3840* 2160). Nikos Tsolas de Projectorjunkies.com explica esto aquí. Se llama tecnología XRP. Esto reduce el precio a <$6900 por un 4K DLP proyector.

Nikos explica ”La tecnología XPR es lo que ha permitido al DLP proyectores de los últimos años se llaman 4K y se anuncian como 4K, es el truco de Texas Instruments diríamos que dar resolución 4K a los fabricantes de DLP proyectores y les vende el clásico chip DMD con resolución 1920 × 1080 que se fabrica desde hace 10 años. Vayamos directo al grano y descubramos cómo funciona la tecnología XPR y muchas preguntas quedarán respondidas”.

Imagen de projectorjunkies.com: manipulación de chips Full HD y 2716*1528 DMD a 4K UHD.

¿Qué es la tecnología XRP en 4K? DLP sistemas?

Nikos continúa ”El módulo XPR es un dispositivo muy simple pero preciso de concebir y consta de 2 partes principales. La parte óptica y la electromecánica. En la parte óptica tenemos una pieza de vidrio especialmente procesada para que dirija el haz de luz que recibe su llamada según el eje horizontal y vertical.

Imagen de projectorjunkies.com: módulo XRP que se colocará después del chip DMD para cambiar píxeles.

En la parte electromecánica tenemos 4 bobinas de electroimanes que fuerzan a esta pieza de vidrio a cambiar de posición tanto en el eje horizontal como en el vertical.”

Lea el artículo detallado aquí o mira el video:

¿Qué significa la resolución 4K manipulada por XRP en la impresión 3D?

Hay algunas desventajas en la tecnología XRP en comparación con el verdadero 4K. Debido a que los píxeles se mueven todo el tiempo, la relación de contraste de XRP es más baja y hay un ligero desenfoque en los bordes de los píxeles. ¿Importa esto para la impresión 3D? Para la impresión 3D, siempre es bueno tener una alta relación de contraste de su proyector. Una relación de contraste alta significa que los píxeles no expuestos son realmente oscuros, mientras que los píxeles expuestos son muy brillantes. Al tener una alta relación de contraste, es posible una precisión de borde detallada en la pieza impresa en 3D. Una relación de contraste más baja no siempre es visible sin imágenes microscópicas. Sin embargo, las resinas altamente reactivas pueden tener problemas con esto, ya que los píxeles oscuros no son realmente oscuros. Después de muchas capas expuestas, estas resinas reactivas pueden comenzar a polimerizarse aleatoriamente a partir de la energía acumulada de muchas capas. Entonces, ¿qué pasa con los bordes de píxeles borrosos? Bueno, muchos fabricantes de impresoras 3D ya usan píxeles borrosos en los bordes de la pieza para obtener una impresión más uniforme. Cuando se marca correctamente en la resina, tiene el potencial de funcionar bien sin problemas.

¿Cómo sé si una impresora tiene un proyector XRP 4K o un 4K verdadero? DLP?

Esto depende de los datos que publica un fabricante de impresoras 3D. Algunos son bastante honestos al respecto. Por ejemplo UnionTech ha incluido el chip DMD (TI DLP660TE) de su impresora industrial 300K Cute 4 en su sitio web. Al buscar en el chip DMD, puede encontrar que es un DMD de 0.66” (2716*1528), lo que significa que puede proporcionar una imagen 4K desplazando píxeles en diagonal. ETEC/EnvisionTec es menos transparente al respecto, pero al calcular su envolvente de construcción (en mm) dividido por su resolución de píxeles nativa (en mm) se encuentra una resolución DMD de 2960 * 1660 píxeles, que está lo suficientemente cerca de 0.66” (2716*1528) Chip DMD. Mientras que RapidShape sólo menciona 4K y 3840 * 2160 píxeles. ¿Es este un verdadero proyector 4K o un XRP 4K? DLP?

¿Es una impresora 2K LCD/MSLA más precisa que una HD?

Como ya es de esperar, la respuesta es mucho más complicada que la pregunta. En primer lugar, el término proyector LCD 2K o HD no dice nada sobre el tamaño de píxel (nativo). Incluso si se compara una pantalla LCD 2K con un proyector HD con un tamaño de píxel de 0.05 mm, es difícil responder a esta pregunta. si un DLP Produce bien, la calidad suele ser mejor en comparación con las impresoras LCD.

Si profundiza en los datos técnicos, mucho tiene que ver con el hardware en combinación con el software, los parámetros de impresión y los materiales. Lo que hemos visto en modelos anteriores de impresoras LCD es que la precisión de los bordes no era muy buena, pero en el último año ha habido muchas mejoras al respecto. Lo que sabemos de DLP, es que hay muchas más opciones de manipulación en el software y microespejos posibles (si el fabricante lo desarrolla). Construyendo un bien DLP En una impresora 3D, el fabricante debe asegurarse de que el enfoque sea perfecto en la parte superior del tanque de resina y compensar las deformaciones de la lente y el trapecio. si un DLP Produce bien, la calidad suele ser mejor en comparación con las impresoras LCD.

¿Es más preciso un proyector/LCD de mayor resolución?

Si descarta todos los demás factores, un proyector o LCD de mayor resolución es más preciso. Desafortunadamente, en la mayoría de los casos también hay otros factores. Lo que hemos visto en el pasado es que dentro de una marca de impresora, se pueden comparar las especificaciones bastante bien. Es difícil comparar especificaciones de diferentes marcas de impresión. por ejemplo el Phrozen Sonic Mini 4K y el Elegoo Mars 3 son bastante similares con un tamaño de píxel de 0.035 mm. Con el Mars 3 obtenemos modelos de mayor calidad en comparación con el Phrozen Sonic Mini 4K. Las pantallas LCD son diferentes, pero también la Mini 4K usa una placa de vidrio en la parte superior de la pantalla LCD, lo que reduce la nitidez de los píxeles expuestos. Sobre el papel, estas diferencias son difíciles/imposibles de ver.

¿Qué son las resinas 4k u 8k?

Con el auge de las impresoras 4K y 8K, el marketing también llega al mercado de la resina. Por ejemplo Phrozen ahora ofrece una resina 4K y un resina 8K. Phrozen; "Phrozen Aqua 4K Resin está diseñado para mostrar modelos 3D en alta resolución y funciona mejor con Sonic Mini 4K y Sonic Mighty Impresoras 4D 3K. Con su fórmula especial, Phrozen Aqua 4K Resin crea modelos 3D de alta calidad y extremadamente complejos con resolución 4K”.

Como desarrollador y fabricante de resinas, entendemos perfectamente que una resina desarrollada específicamente para una impresora puede brindar una gran calidad. La potencia de la fuente de luz de la impresora se puede ajustar para que funcione mejor con la resina y viceversa. Esto no significa que si lo ejecuta en otras impresoras 4K, obtendrá la resolución 4K. La resolución proviene del hardware en combinación con configuraciones que funcionan bien con la resina. Con cualquier resina compatible, podrá obtener piezas impresas con una resolución similar.

Actualización de abril de 2022 en 4K DLP Proyectores para impresión 3D en resina.

Apenas unos meses después de que publicáramos este artículo, Austrian DLP El fabricante In-Vision anunció el lanzamiento de un 4K nativo. resolución Proyector para aplicaciones de impresión 3D. Disponible a mediados de 2022, aún quedan muchos detalles por publicar.

según el 3Dprintingindustry.com ”Nombrado AVATAR, el motor ligero se basa en un nuevo conjunto de chips de texas Instruments que ofrece una resolución nativa de 4096 x 2176, una mejora radical con respecto a la necesidad actual de reposicionar los píxeles del chip WGXGA para mejorar la resolución de la imagen y lograr 4K dentro DLP Proyección."

Nos emocionamos mucho al leer esto, pero desafortunadamente no hay mucha información disponible sobre el tamaño de píxel real o una hoja de datos de Texas Instruments. La única información disponible es que está basado en los Chipsets TI: DLP990U o DLP990UUV y que estará disponible para longitudes de onda de 365 nm, 385 nm y 405 nm. Según In-Vision DLP el fabricante “Equipado con la resolución nativa de 4096 x 2176 que ofrece el nuevo conjunto de chips de Texas Instruments, el proyector de luz UV AVATAR permitirá a los operadores de impresoras 3D exponer áreas más grandes a alta resolución que antes y realizar exposiciones en movimiento con un alto rendimiento óptico. Además de su oferta de resolución nativa, el sistema también ofrece otras características clave para facilitar un nuevo nivel de impresión 3D industrial avanzada”.  Si realmente le gusta la tecnología, puede encontrar una buena lectura sobre los antecedentes y las pruebas realizadas en In-Vision si se suscribe al documento técnico en este enlace en el sitio web de In-Vision.

Esperábamos que esta fuera una lectura interesante y educativa. Por favor envíenos un correo electrónico a info@liqcreate.com si tiene alguna pregunta, comentario u observación. ¡Le deseamos una feliz impresión!