Le basi della stampa 3D in resina si basano sull'esatta polimerizzazione della resina in una posizione specifica nello spazio XYZ. All'interno delle normali stampanti 3D, la risoluzione Z è meglio definita come lo spessore del suo strato. mentre la risoluzione XY è definita dalla tecnologia di imaging che fa indurire la resina. Fin dai primi giorni, si trattava sempre di stampanti laser. Dove il laser 'scrive' nella resina e ovunque tocchi la resina, il materiale si indurirà trasformandosi in una plastica solida. Da allora ci sono stati molti sviluppi nelle nuove tecniche di imaging. Dopo i laser, Envisiontec (ora ETEC) ha sviluppato una tecnica di imaging basata su proiettori nei primi anni 2000, ancora nota come stampa 3D DLP. Questa tecnologia presenta alcuni vantaggi rispetto ai sistemi basati su laser e ha reso possibile lo sviluppo delle prime stampanti 3D in resina di dimensioni desktop. Sebbene la tecnologia DLP ne abbia ancora alcuni svantaggi (come la dimensione di costruzione limitata / rapporto dimensione pixel e il suo prezzo al momento). Intorno al 2017 Wanhao ha introdotto la prima stampante LCD a prezzi accessibili. Sebbene aziende come Structo e Photocentric abbiano rilasciato la tecnologia alcuni anni prima. Questa nuova tecnologia di imaging basata su schermi LCD ha rapidamente conquistato il livello base e ora anche lo spazio di stampa 3D in resina professionale. Da qui la storia delle tecnologie di imaging per la stampa 3D in resina è ben nota. Dalle stampanti 2D in resina 3K RGB LCD / MSLA all'inizio, si è evoluto in 2K monoschermi cromati, 4K e persino 8K mono Schermi LCD. In questo articolo imparerai di più sulle differenze tecnologiche alla base monoschermi LCD cromati vs tecnologia di imaging LCD RGB.
Tecnologia dello schermo LCD in stampa 3D in resina
Non potremmo scriverlo meglio come Akuretta: “LCD è l'acronimo di Liquid Crystal Display: avrai familiarità con questa tecnologia, poiché stai leggendo questo articolo tramite un dispositivo mobile o lo schermo di un computer. Quella cosa luminosa davanti a te è lo schermo LCD.
Accanto all'asse Z, che fornisce la risoluzione Z, il componente più importante di una stampante 3D in resina è il suo sistema di imaging. Per le stampanti LCD è ovviamente lo schermo LCD combinato con il suo array di LED. La tecnologia degli schermi LCD in una stampante 3D in resina è abbastanza simile a quella di un LCD per laptop (ad eccezione della retroilluminazione, di cui parleremo più avanti). Negli ultimi decenni c'è stata un'incredibile quantità di lavoro da parte delle aziende di imaging per creare schermi LCD migliori, più grandi e più nitidi.
Come funziona uno schermo LCD?
Uno schermo LCD è costruito con molti strati diversi e ogni strato ha la sua funzione per far funzionare l'LCD. Come ci dice il nome LCD, il display è basato su cristalli liquidi. Questi cristalli sono presenti in modo casuale e si comportano come un liquido allo stato normale. In questo stato sono abbastanza trasparenti alla luce. Quando localmente (per pixel) viene applicata una corrente su questi cristalli liquidi, cambieranno orientamento e bloccheranno la luce. In questo modo per ogni pixel e posizionando dietro di esso un LED di sfondo, viene creata un'immagine 2D.
Immagine di Elettronica360: semplice disegno schematico delle parti importanti di uno schermo LCD.
In altre parole, se c'è una carica elettrica applicata a queste molecole di cristalli liquidi, si srotolano. Quando si raddrizzano, cambiano l'angolo della luce che li attraversa in modo che no longer corrisponda all'angolo del filtro polarizzatore superiore. Di conseguenza, nessuna luce può passare attraverso quell'area del display LCD, il che rende quell'area più scura delle aree circostanti.
Monoschermo LCD cromo vs. RGB in stampa 3D in resina
Le stampanti 3D in resina basate su LCD sono iniziate con il tipo di display LCD RGB, che funziona perfettamente per la maggior parte dei lavori di visualizzazione. Ma per la stampa 3D in resina è importante solo avere una lunghezza d'onda (un colore) di luce da stampare. Questa è spesso una luce da 405 nm, che è viola/blu. Su questa lunghezza d'onda le tue resine standard funzioneranno bene. La cosa divertente qui è che il "vecchio stile" monoGli schermi LCD cromati (significa un colore) funzionano molto meglio per questo. Ovviamente questi schermi non sono davvero antiquati e negli ultimi decenni c'è stato molto sviluppo anche negli schermi LCD a un colore.
I l'immagine sotto mostra un RGB e un monoschermo LCD cromato. Gli schermi RGB contengono filtri colorati. Poiché RGB è l'abbreviazione di rosso, verde e blu. I filtri colorati sono necessari per gli schermi di TV a colori, telefono e computer, ma nella stampa 3D non è necessario il colore. Questi filtri colore delle stampanti LCD di prima generazione portano a un tasso di trasmissione ridotto. Ciò significa che c'è meno emissione di luce e quindi una polimerizzazione più lenta della resina.
Immagine di Akuretta: la differenza nell'emissione di luce da uno schermo LCD RGB (a colori) rispetto a a monoschermo LCD cromato.
Rapporto di apertura LCD spiegato da Chitusystems noto da Chitubox
Se ci immergiti più in profondità nella tecnologia di imaging degli LCD, un valore importante è il rapporto di apertura. Il rapporto di apertura è il rapporto tra l'area della parte di trasmissione della luce del pixel e l'area totale del pixel. Hanno realizzato un'immagine di confronto qui sotto con un LCD con rapporto di apertura del 50 ~ 80%.
Immagine di Chitubox / Chitusystems: la differenza nel rapporto di apertura è importante nella tecnologia LCD
Secondo Chitusystems: “L'aumento del rapporto di apertura è determinato principalmente dallo schema di progettazione e dalla capacità di processo. Nel processo di produzione, anche l'accuratezza dell'allineamento del substrato dell'array e del substrato del filtro colore avrà un'influenza decisiva sul rapporto di apertura”.
Immagine di Chitubox: si forma un pixel quadrato quando vengono esposti i sottopixel rosso, verde e blu.
Tornando alla differenza con monoschermi cromati, questi non hanno filtri di colore rosso, verde o blu e funzionano in un solo colore. Pensala come un'immagine in bianco e nero (con possibili toni di grigio). Nei pixel visualizzati come bianchi, gran parte della luce a 405 nm dei LED sottostanti può passare sull'intero pixel.
Quali sono i vantaggi di Monodisplay LCD cromati in stampa 3D in resina?
MonoGli LCD cromati sono migliori per la stampa 3D in resina poiché aumenteranno la velocità di stampa e aumenteranno la durata dello schermo. Per cominciare dall'ultimo, gli schermi LCD nella stampa 3D in resina sono considerati materiali di consumo. Questi schermi devono essere sostituiti quando le prestazioni diminuiscono. A differenza dei sistemi DLP, che possono essere ricalibrati e dovrebbero funzionare per molti anni. Con gli schermi LCD di tipo RGB, la durata di uno schermo è di circa 500 ore con un utilizzo normale. Noterai pixel morti, schermo LCD tremolante o parti che non funzionano più quando la vita del display LCD è finita. Nella nostra esperienza, questa durata di un LCD RGB può variare da 200 ore a 700 ore in modo casuale su molte stampanti diverse. Se lo sostituisci da solo costa circa $ 30-150 sui pezzi di ricambio ed è un lavoro abbastanza semplice, i manuali possono essere trovati online per la maggior parte dei modelli di stampante. Per monoschermi cromati la durata è pubblicizzata a 2000 ore, il che rappresenta un notevole miglioramento rispetto alle 500 ore degli schermi LCD RGB. Abbiamo lavorato su monostampanti chrome dal loro lancio (verso la fine del 2020). Sebbene non stampiamo a tempo pieno e solo per scopi di ricerca e sviluppo e qualità, non ne abbiamo sostituito nessuno monoschermo cromato al momento della scrittura (gennaio 2023). Le ore di stampa non sono state conteggiate ma siamo sicuri che questo è molto di più rispetto agli schermi LCD RGB che abbiamo sostituito molte volte in passato, prima di dismettere queste stampanti.
Velocità di stampa di monoSchermi LCD cromati rispetto a LCD RGB nella stampa 3D in resina.
La luminosità e il rapporto di contrasto degli schermi sono più regolati per la luce a 405 nm e non sono presenti filtri colorati, il che aumenta la luminosità dei LED. Tutti questi miglioramenti aiutano a ottenere una maggiore velocità di stampa. Le seguenti stampanti sono entrambe stampanti LCD 2K, the photon è un tipo RGB e il Mono Europe è monoversione cromata. Puoi vedere la differenza nella velocità di stampa qui:
Soprattutto per le resine rigide la velocità di stampa è molto più veloce monoschermi LCD cromati. Ad esempio Liqcreate Premium Model richiederebbe un tempo di esposizione di 16,0 secondi per uno spessore dello strato di 0,1 mm su uno schermo RGB e solo 2,0 secondi sullo Monoschermo LCD cromato dal Anycubic Photon Mono. Per alcune resine speciali come Tough-X la velocità di stampa raddoppierà solo da 30 secondi a 14 secondi, poiché queste resine speciali richiedono più tempo e potenza UV per polimerizzare.
Conclusione su Monoschermi LCD cromati e RGB per la stampa 3D in resina
Con la stampa su più di 20 stampanti di tipo LCD per molti anni, consigliamo a tutti coloro che sono alla ricerca di una nuova stampa 3D in resina di scegliere una monostampante LCD cromata. Con ogni nuovo modello rilasciato vediamo alcuni nuovi vantaggi e migliori schermi LCD. I vantaggi di MonoGli schermi LCD cromati sono evidenti e non abbiamo ancora trovato alcun lato negativo di questo.
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