DLP Anti Aliasing (AA) y Blurr en impresión 3D de resina

Varias técnicas de impresión 3D como SLA, MSLA y DLP se utilizan para curar la resina fotosensible capa por capa y formar un objeto impreso en 3D. Para obtener una pieza impresa en 3D, una impresora DLP utiliza un microprocesador de DMD para exponer los píxeles correctos en cada capa. Cada píxel separado se puede encender o apagar individualmente. En los píxeles que están encendidos, la fuente de luz expondrá la resina donde se cura exactamente en ese píxel. Los píxeles que están apagados no dejarán pasar la luz y la resina no se curará. Por lo tanto, una impresión perfecta siempre tendrá una superficie pixelada cuando se mira la superficie de cerca. La pixelación se puede reducir con nuevas técnicas de exposición como Anti-Aliasing (AA) y desenfoque. Sin embargo, cuando se usa mal, puede reducir la precisión dimensional o dar un mal acabado superficial. Hemos realizado un gran estudio sobre la configuración de Anti-Aliasing y Blur en una impresora MSLA abierta y las técnicas son bastante similares a DLP, el estudio completo se puede encontrar en el enlace.

¿Qué es Anti-Aliasing (AA) y Blur?

Hay mucha información disponible en línea. Por ejemplo, por el desarrollador de software Chitbox. Como no toda la información es clara, decidimos realizar nuestro propia prueba y publicar los resultados en el artículo en el enlace Gran parte de la teoría se basa en el estudio realizado por el equipo de Autodesk Ember hace años. El equipo de Autodesk Ember estudió cómo se crea un único vóxel y cómo funciona la escala de grises. Alinearon los píxeles de gris oscuro (casi negro puro) a blanco puro para curar una resina. Su estudio muestra que cuando un nivel de gris está por debajo de cierto valor, no habría reacción (curado) ya que la energía para curar la resina es demasiado baja. Sin embargo, desde el gris oscuro hasta un cierto brillo crítico comenzaron a formarse piezas curadas semicirculares en el área expuesta. Descubrieron que el píxel gris (vóxel curado semicircular) se fusionaría con vóxeles adyacentes (completamente curados). Al controlar el brillo del píxel, se puede producir cualquier tamaño de vóxel y se puede lograr una precisión de subpíxel (en teoría). Obtenga más información sobre la prueba y la teoría de Autodesk en el siguiente video.

Empresas con sistemas DLP cerrados como EnvisionTEC / ETEC han estado trabajando con este y otros similares. manipulación de píxeles herramientas durante mucho tiempo para lograr impresiones de mayor resolución. Solo recientemente se ha integrado en impresoras 3D de resina abierta y vale la pena leer los resultados antes de ingresar valores aleatorios en su cortadora.

Configuración de prueba para Anti-Aliasing (AA) y Blur con Liqcreate resinas.

En nuestro estudio seleccionamos una impresora 3D de resina totalmente abierta, la Elegoo Mars 3 en combinación con Liqcreate Clear Impact. Se usaron ajustes de 50 micras en cada prueba de acuerdo con el configuración de la base de datos. Tanto el software Chitubox (versión gratuita) como el Elegoo Mars Se actualizó el firmware 3 a su última versión (Chitubox V1.9.1 y Mars 3 firmware V4.5.0-1.0-e13_LCDE1_4098X2560_F21.28). Chitubox tiene dos configuraciones que se pueden configurar para el Mars 3. El primero es Anti-Aliasing (AA), que se puede desactivar o establecer en un número entre el nivel de gris 0 y 8. Además, el nivel de desenfoque se puede desactivar o establecer entre el factor 2 o 4. Consulte la Estudio completo aquí.

¿Cómo funciona Anti-Aliasing y Blur para la impresión 3D de resina en DLP?

Las superficies pixeladas son más visibles en las áreas curvas de su pieza. Para mostrar esto, se diseñó y se cortó una media esfera de 50 mm de alto y los píxeles son claramente visibles después del corte.

Imagen: Media esfera y sección transversal a la mitad de la esfera.

Veamos qué tipo de imágenes se generan en Chitubox cuando se juega con la configuración de suavizado (AA) y desenfoque. La imagen en rodajas original cuando se apaga AA y el desenfoque se ve así. La imagen se compone de píxeles en blanco y negro puros. Si los ajustes de impresión están perfectamente marcados, encontrará una superficie muy bonita y pixelada.

Imagen: Píxeles en blanco y negro puros al apagar AA y desenfocar.

Al apagar AA y Blur, una forma esférica se verá pixelada como la imagen de abajo.

Imagen: la cortadora calculará los píxeles para cada capa y el resultado es una superficie pixelada, especialmente visible para las formas esféricas.

Esta superficie se puede manipular con ajustes de suavizado (escala de grises) y desenfoque cuando se usa correctamente para impresoras de resina DLP y MSLA. En la imagen a continuación, puede ver qué hace la escala de grises cuando se selecciona la opción Suavizado. G0 significa nivel de gris 0 (este es el nivel de gris más bajo) y un número más alto significa un nivel de gris más alto. En las imágenes, es visible que los bordes exteriores tienen capas adicionales de píxeles grises. Hasta el nivel de gris 2, la cantidad de tonos de gris aumenta, mientras que a partir del nivel de gris 3 en adelante, solo la intensidad del píxel es más brillante. Todos los píxeles son de nuevo en blanco y negro en el nivel de gris 8, lo cual es bastante inútil. En todos los casos, la función de desenfoque está desactivada.

Veamos cómo funciona la función de desenfoque. En este ejemplo, la opción de suavizado (AA) está habilitada en el nivel de gris 0 y la función de desenfoque cambia de Desenfoque desactivado a la izquierda a Desenfoque 4 a la derecha.

Imagen: ejemplo de archivo dividido en el que la opción suavizado (AA) está habilitada en el nivel de gris 0. El nivel de desenfoque cambió de Desenfoque desactivado a la izquierda a Desenfoque 4 a la derecha.

Como se vio en la prueba anterior, la función de nivel de gris manipulará la escala de grises del píxel exterior únicamente. La función de desenfoque manipulará cuántas capas exteriores se verán influenciadas por la escala de grises. Cabe señalar que, en un nivel alto de desenfoque, la escala de grises comienza a mostrarse hacia adentro al mismo tiempo, lo que hace que los píxeles blancos originales en el área central se vuelvan grises. Esto puede causar una potencia de luz insuficiente y puede ocasionar problemas con el curado. Al seleccionar el nivel de desenfoque de la imagen, tenga cuidado al seleccionar niveles más altos.

Anti-Aliasing en la práctica con impresión 3D de resina

Se probaron 18 configuraciones diferentes en nuestro estudio anterior con un tiempo de impresión total de más de 144 horas. Cortamos las medias esferas con un grosor de capa de 50 micras con una amplia gama de diferentes configuraciones de AA y desenfoque, comenzando con la referencia. Cuando Anti-aliasing está desactivado, se ve una superficie pixelada. Descubrimos que la mejor configuración para esta combinación de impresora/resina era una configuración AA de 3 en combinación con un nivel de desenfoque de 2. Encuentre el estudio completo aqui.

Imagen: Anti-aliasing en el nivel 3 y desenfoque en el nivel 2 (AA3;B2). A la izquierda la parte impresa en 3D, a la derecha la sección transversal de una capa cortada en el medio de la parte.

Conclusión sobre Anti-Aliasing (AA) y Blur

AA y Blur pueden ayudar a reducir la pixelación de las piezas de resina impresas en 3D. Se debe investigar por resina y aplicación cuál es el mejor fraguado. La mejor precisión se obtiene al cambiar Anti-Aliasing (AA) y desactivar el desenfoque, pero los píxeles serán visibles cuando la resina se marque correctamente.

Aunque nuestras pruebas se basaron en una impresora MSLA, se espera un resultado similar para las impresoras DLP. Cuando se requiere reducir la pixelación, siempre es bueno permanecer en un nivel de gris entre 0 y 4 y apagar el desenfoque o usar en maxdesenfoque de nivel 2 mínimo. La superficie tendrá píxeles menos definidos cuando use Anti-Aliasing y desenfoque, y pueden aparecer otros defectos menores como rayas de una superficie borrosa. Un buen punto de partida sería con un nivel de antialiasing (escala de grises) de 3 en combinación con un nivel de desenfoque 2. Algunos detalles menores (a nivel de píxel) se borran junto con los píxeles. Si esto es aceptable para su aplicación, entonces es una opción para trabajar con las configuraciones Anti-Aliasing y Blur.