SLA vs. DLP vs. LCD

Photopolymer- oder Harz-3D-Druck wird gemeinhin mit empfindlichen Miniaturprodukten in Verbindung gebracht. Schließlich ist die Verwendung der besten Harz-3D-Drucker die beste Wahl, wenn Sie ein kleines, aber detailliertes Modell herstellen möchten.

Derzeit können Harzdrucker mit einer von drei Technologien arbeiten – SLA, DLP oder LCD. Jede dieser Technologien hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Bevor Sie sich für einen 3D-Drucker entscheiden, sollten Sie wissen, welche Technologie für den Druck bestimmter Produkte geeignet ist. Für einen Juwelier oder einen Zahnarzt ist beispielsweise die Genauigkeit das wichtigste Kriterium. Wenn Sie hobbymäßig Figuren drucken, sollten Sie auf die Qualität der Oberfläche und die Kosten der Verbrauchsmaterialien achten.

Sehen wir uns einen Überblick über SLA, DLP und LCD an

SLA vs. DLP vs. LCD: Die Unterschiede

1. SLA

SLA war eine der ersten patentierten 3D-Drucktechnologien. Die Technologie wurde bereits 1986 von Charles Hull patentiert. Mehr darüber können Sie in der Geschichte des 3D-Drucks erfahren. Unten finden Sie auch einen schönen Dokumentarfilm, der das Thema behandelt:

DLP und LCD sind in ihren Grundprinzipien ähnlich wie SLA, kamen aber viel später auf.

Prinzip der Funktionsweise

SLA-Drucker verwenden Photopolymerharze zum Drucken von Modellen. Harze sind lichtempfindliche Polymere, die unter dem Einfluss eines bestimmten Spektrums von UV-Strahlung aushärten.

Ein Laserstrahl wird verwendet, um das Harz zu härten, indem er mit Hilfe von Spiegeln auf bestimmte Punkte fokussiert wird. Der Strahl “zeichnet” nach und nach ein Stück des Modells ab. Auf diese Weise wird das Modell schrittweise, Schicht für Schicht, auf die Arbeitsfläche gedruckt.

Es gibt zwei Optionen für die Positionierung des Druckbetts – oben und unten.

Tischplatte

Optisch sieht das Tischdruckbett aus wie eine umgedrehte FDM-Maschine. Das Modell wird auf einer solchen Maschine auf dem Kopf stehend gedruckt. Der Tisch bewegt sich während des Drucks von unten nach oben.

Das Modul mit dem Laser befindet sich im unteren Teil der Maschine, unter dem Polymerbad. Der Boden des Bades besteht in der Regel aus Silikon. Die Fläche lässt die UV-Strahlung gut durch und es bleibt praktisch nichts daran haften.

Das Tischdruckbett ist die beliebteste Lösung für Desktop-SLA-Drucker.

Unter dem Tisch

Hier befindet sich das Lasermodul am oberen Ende des Druckers über dem Harzbad und dem Druckbett. Während des Drucks senkt sich das Lasermodul allmählich nach unten und taucht in das Harz ein.

Diese Anordnung wird traditionell in industriellen Maschinen mit einer großen Druckfläche verwendet. Der einzige Nachteil ist, dass die Wanne immer mit Photopolymer gefüllt sein muss. Außerdem muss bei einem Wechsel der Harzsorte das gesamte Photopolymer vollständig abgelassen und das Bad gründlich gewaschen werden.

Profis

• Hohe Genauigkeit. Ein solches Gerät steht den professionellen Schmuck-CNC-Maschinen in puncto Genauigkeit in nichts nach.
• Perfekte Oberflächenqualität. Die kleinsten Modelle sehen monolithisch aus. Die Schichten sind selbst bei starker Vergrößerung nicht sichtbar.
• Große Auswahl an Verbrauchsmaterialien. Aufgrund der wachsenden Beliebtheit des 3D-Drucks von Kunststoffen sind viele spezifische Kunststoffe erhältlich. Die Verbrauchsmaterialien reichen von weichen Flocken bis hin zu Harzen mit erhöhten Festigkeitseigenschaften (z. B. gibt es ein sehr starkes, biokompatibles Photopolymer für die Herstellung von provisorischen Zahnkronen).

Nachteile

• Die hohen Kosten für einen 3D-Drucker. SLA-Geräte sind sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Qualität der Komponenten. Daher sind die Drucker teurer als ihre FDM-Pendants.
• Teure Verbrauchsmaterialien.
• Langsame Druckgeschwindigkeit im Vergleich zur DLP- und LCD-Technologie.

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Beste SLA-Drucker

Formlabs ist einer der führenden Hersteller von SLA-3D-Druckern. Das Angebot des Unternehmens umfasst sowohl kleine Desktop-Modelle als auch professionelle Geräte mit einem großen Druckbereich.

Die Drucker umfassen:

a) Form 3

PREIS AUF FORMLABS

Spezifikationen:

• XY Auflösung: 25μm
• Laserpunktgröße: 85um
• Laserleistung: Ein 250mW Laser
• Größe des Arbeitsbereichs: 14,5 x 14,5 x 18,5 cm
• Schichtdicke: 25 – 300 Mikrometer

Dieser Drucker ist wie eine kleine professionelle Maschine. Trotz seiner geringen Größe kann er problemlos die komplexesten Modelle verarbeiten.

Formlabs Form 3L

PREIS AUF FORMLABS

Spezifikationen:

• XY Auflösung: 25μm
• Laserpunktgröße: 85um
• Laserleistung: Ein 250mW Laser
• Größe des Arbeitsbereichs: 33,5 × 20 × 30 cm
• Schichtdicke: 25 – 300 Mikrometer

Mit diesem Drucker können Sie großformatige Modelle drucken oder schnell kleine Produktserien herstellen.

Mit dem Aufkommen schnellerer und kostengünstigerer Technologien sind SLA-Drucker jedoch weniger beliebt geworden. Daher werden diese Drucker hauptsächlich in Branchen eingesetzt, die hohe Anforderungen an die Druckqualität und Stabilität stellen.

2. DLP

Die DLP-Technologie basiert auf den Prinzipien der SLA-Technologie. Anstelle eines Lasers wird jedoch ein Projektor als Quelle für die UV-Strahlung verwendet.

Prinzip der Arbeitsweise

DLP-3D-Drucker verwenden Photopolymerharz zum Drucken von Modellen. Im Gegensatz zu SLA ist die Lichtquelle jedoch kein Strahl, sondern ein DLP-Projektor.

DLP-3D-Drucker sind wesentlich schneller, weil der verwendete Projektor die gesamte Schicht auf einmal beleuchtet. Im Gegensatz dazu beleuchtet der Laser beim SLA-Verfahren nur einen kleinen Bereich auf einmal.

Der Projektor befindet sich an der Unterseite des Druckers, unter dem Harzbehälter. Der Boden des Behälters besteht in der Regel aus einer transparenten, verschleißfesten Folie. Die Folie lässt die UV-Strahlung gut durch und es bleibt nichts an ihr haften. Außerdem kann die Folie im Falle eines Bruchs leicht ausgetauscht werden.

Profis

• Schnelles Drucken. Der Projektor beleuchtet den gesamten Arbeitsbereich auf einmal. Daher ist die Anzahl der auf dem Druckbett platzierten Modelle für die Druckzeit nicht entscheidend. Die Druckzeit wird nur durch die Höhe und Dicke der Schicht beeinflusst.
• Mittleres Preissegment. Im Vergleich zu SLA sind die DLP-3D-Drucker viel billiger.

Nachteile

• Weniger genau. Einige DLP-Drucker sind in ihrer Genauigkeit den SLA-Geräten unterlegen. Dies ist auf dem fertigen Produkt optisch nicht zu erkennen. Es kann jedoch eine unangenehme Überraschung sein, wenn Modelle perfekt gedruckt werden müssen.
• Möglichkeit der parasitären Belichtung. Da die gesamte Schicht auf einmal beleuchtet wird, kann es zu einer parasitären Beleuchtung des Harzes kommen.
• Projektor-Ressource. Der Projektor ist das Herzstück eines DLP-Druckers. Achten Sie unbedingt auf die Ressourcen des Projektors. Die Lebensdauer des Projektors des FlashForge Hunter beträgt beispielsweise 50.000 Stunden.

Beispiele drucken

 

 

 

Beste DLP-Drucker

Die besten DLP-3D-Drucker sind:

a) FlashForge Jäger

VERFÜGBAR AUF TOP3DSHOP

Spezifikationen:

• XY-Auflösung: 0,0625mm
• Druckgeschwindigkeit: 10mm / h
• Lichtquelle: 405nm LED
• Größe des Arbeitsbereichs: 120×67.5×150 mm
• Schichtdicke: 0,025-0,05 mm

FlashForge ist für die Qualität seiner Drucker bekannt, und der Hunter ist da keine Ausnahme. Der Drucker ist ein gutes “Arbeitspferd”, mit dem sich verschiedene Probleme lösen lassen.

Lesen Sie den vollständigen Bericht über den Flashforge Hunter 3D-Drucker.

Die DLP-Technologie wird heute immer seltener eingesetzt. Stattdessen entscheiden sich die Hersteller von 3D-Druckern dafür, erschwingliche 3D-Drucker mit LCD-Technologie zu produzieren.

3. LCD

LCD ist die neueste Technologie, die in Photopolymerdruckern eingesetzt wird. Diese Technologie wurde als erschwinglichere Analogie zur DLP-Technologie konzipiert und ist für Privatanwender geeignet.

Die ersten LCD-Drucker hatten eine Reihe unangenehmer Kinderkrankheiten (ungleichmäßige Ausleuchtung des Arbeitsbereichs usw.). Diese Probleme wurden schließlich gelöst oder kompensiert.

Mit der Verbesserung der Technologie wurden LCD-3D-Drucker auf den Markt gebracht, die Modelle mit der gleichen Genauigkeit wie DLP-3D-Drucker herstellen. Die meisten LCD-3D-Drucker sind für den Heimgebrauch und für Produktionsaufgaben geeignet.

Das Funktionsprinzip

Die LCD-Technologie kopiert fast vollständig die DLP-Technologie. Anstelle eines Projekts sind LCD-3D-Drucker jedoch mit LEDs ausgestattet. Unter der Wanne befindet sich ein LCD-Display (ähnlich dem Display eines Smartphones oder Tablets). Das Display ist an einigen Stellen abgedunkelt und lässt nur an den richtigen Stellen Licht herein.

Da sich das Modul mit dem Bildschirm und den LEDs an der Unterseite des Druckers befindet, ist der Boden des Harzbehälters transparent. Wie bei DLP werden üblicherweise Transparentfolien verwendet.

Profis

• Günstige Geräte. Die Verwendung von LEDs in Verbindung mit einem LCD-Display reduziert die Kosten für einen 3D-Drucker erheblich.

• Kostengünstige Verbrauchsmaterialien und Ersatzteile.
• Große Auswahl an 3D-Druckern. Sie können leicht ein Modell für jede Aufgabe finden.

Nachteile

• Weniger genau. Günstige Modelle eignen sich gut für den Druck von Miniaturen oder Figuren. Ihre Genauigkeit reicht jedoch möglicherweise nicht aus, um z. B. Zahnersatz oder Schmuck anzufertigen.
• Parasitäre Beleuchtungen sind möglich. Wie bei der DLP-Technologie wird die gesamte Schicht auf einmal beleuchtet. Dies kann zu einer parasitären Beleuchtung führen.

• Die Druckqualität ist möglicherweise nicht überall im bedruckbaren Bereich gleich gut. Da eine Reihe von LEDs als UV-Quelle verwendet wird und nicht eine einzelne Lichtquelle, kann der Arbeitsbereich ungleichmäßig beleuchtet werden. Dieses Problem kann programmatisch oder physikalisch gelöst werden.
• Die Druckgeschwindigkeit ist geringer als bei DLP. Die LEDs leuchten “schwächer” als der Projektor. Daher ist die Belichtungszeit der Schicht etwas länger. Dennoch sind LCD-Drucker immer noch schneller als SLA-Geräte.

Beispiel drucken

 

 

 

 

 

Beste LCD-Drucker

a) Anycubic Photon Zero

VERFÜGBAR UNTER ANYCUBIC

Spezifikationen:

• Auflösung der LCD-Anzeige: 854×480 px
• Positioniergenauigkeit der XY-Achse: 0,1155 mm
• UV-Wellenlänge: 405 nm
• Größe des Arbeitsbereichs: 97x54x150 mm
• Schichtdicke: 0.01-0.2mm

Dies ist ein preisgünstiges Modell für Privatanwender.

Lesen Sie den vollständigen Test des Anycubic Photon Zero.

b) Anycubic Photon Mono X

VERFÜGBAR UNTER ANYCUBIC

Spezifikationen:

• Auflösung der LCD-Anzeige: 2560×1620 (2K)
• Positioniergenauigkeit der XY-Achse: 0,051 mm
• UV-Wellenlänge: 405 nm
• Größe des Arbeitsbereichs: 130x80x165 mm
• Schichtdicke: 0.01-0.15mm

Anycubic Photon Mono X ist einer der besten Harz-3D-Drucker für Miniaturen. Dank des LCD-Displays mit höherer Auflösung wurden die Genauigkeit und Qualität der fertigen Modelle verbessert.

Lesen Sie den vollständigen Anycubic Photon Mono X Test.

c) Phrozen Sonic Mini 4K

VERFÜGBAR AUF PHROZEN

Spezifikationen:

• LCD-Auflösung: 6,1″ 4K-Mono-LCD
• Positioniergenauigkeit der XY-Achse: 35 Mikrometer
• UV-Wellenlänge: 405 nm
• Größe des Arbeitsbereichs: 134x75x130 mm
• Schichtdicke: 0.01-0.30mm

Der Phrozen Sonic Mini 4K hat eine Mono-LCD-Matrix mit hoher Auflösung. Daher druckt er sehr schnell und präzise.

Lesen Sie den vollständigen Phrozen Sonic Mini 4K Test.

d) Wanhao GR1

VERFÜGBAR AUF TOP3DSHOP

Spezifikationen:

• LCD-Auflösung: 6,3″ 2K HD
• XY-Achse Positioniergenauigkeit: 0,055mm
• UV-Wellenlänge: 405-410nm
• Größe des Arbeitsbereichs: 140x78x200 mm
• Schichtdicke: 35-100 Mikrometer

Der Wanhao GR1 hat einen vergrößerten Arbeitsbereich, so dass Sie viele Modelle gleichzeitig herstellen können. Außerdem sorgt seine spezielle UV-LED-Matrix für eine gleichmäßige Ausleuchtung.

LCD-Drucker werden immer beliebter und ersetzen die teuren DLP- und SLA-Drucker. Das liegt natürlich daran, dass sie in einer großen Vielfalt von Modellen erhältlich sind.

Lesen Sie den vollständigen Test des Wanhao GR1.

Anwendungsbereich von SLA-, DLP- und LCD-3D-Druckern

Zahnmedizin

Genauigkeit ist in der Zahnmedizin sehr wichtig. Schon eine leichte Verzerrung von 0,1 mm kann die mühsame Arbeit der Herstellung einer Krone oder Prothese zunichte machen.

SLA-3D-Drucker werden wegen ihrer hohen Genauigkeit in der Zahnmedizin eingesetzt. Sehen Sie sich die folgenden Modelle an, die mit einigen dieser Drucker hergestellt wurden.

 

Neben der Genauigkeit des Druckers spielt auch die Wahl des Materials eine wichtige Rolle. Es ist notwendig, spezielle Harze mit einem geringen Schrumpfungsgrad zu verwenden.

Hier sind einige Leitfäden für den 3D-Druck im Dentalbereich:

• Auswahl eines Phrozen Dental 3D-Druckers
• Die besten 3D-Drucker für die Zahnmedizin
• Wie man einen 3D-Drucker für die Zahnmedizin auswählt

Schmuckherstellung

Das volle Potenzial von Photopolymerdruckern wird in der Schmuckindustrie ausgeschöpft. Neben der Genauigkeit sind auch Details und eine perfekte Oberflächenqualität sehr wichtig.

Sehen Sie sich einige der von den 3D-Druckern hergestellten Drucke an.

 

Früher mussten solche Produkte in mühsamer Handarbeit geschnitten oder auf hochpräzisen CNC-Maschinen aus Wachs hergestellt werden. Aber jetzt kann man ein digitales Modell erstellen und mit Hilfe eines Druckers und gebranntem Harz schnell die gewünschte Anzahl von gießfertigen Produkten herstellen.

Prototyping

Harz-3D-Drucker werden auch für den Druck von Prototypen, die Herstellung von Urmodellen usw. verwendet. Nachstehend finden Sie einige Beispiele für Drucke, die mit diesen Druckern erstellt wurden.

 

Die FDM-Technologie ist nicht für alles geeignet. Manchmal muss man schnell ein Modell eines zukünftigen Produkts mit einer glatten Oberfläche herstellen. In einem solchen Fall können professionelle Photopolymerdrucker diese Aufgabe problemlos bewältigen.

Hobby

Erschwingliche 3D-Drucker aus Kunstharz sind eine große Hilfe für Miniaturliebhaber geworden. Es ist viel einfacher, eine 28-mm-Figur Ihres Lieblingshelden zu modellieren und zu drucken, als sie von Hand herzustellen.

Sehen Sie sich die Druckbeispiele einiger Modelle an, die mit Resin-3D-Druckern hergestellt wurden.

 

Außerdem sind große Dekofiguren, die mit Harz-3D-Druckern hergestellt werden, genauer als solche, die mit FDM-Druckern gefertigt werden. Nachdem der LCD-Drucker seine Arbeit beendet hat, müssen Sie das Modell nicht lange rauchen, um die Schichten zu glätten.

Sehen Sie sich zum Beispiel dieses Modell der Büste eines Mädchens an.

Layout

FDM-Drucker können für große und schematische Entwürfe verwendet werden. Ihre Genauigkeit reicht jedoch nicht für die Herstellung kleiner Teile aus.

Wenn Sie ein 3D-Modell haben, können Sie schnell ein genaues und detailliertes Modell eines Gebäudes oder eines ganzen Blocks erstellen.

Hier sind einige Druckbeispiele, die mit Photopolymer-3D-Druckern hergestellt wurden.

 

Schlussfolgerung

Trotz aller Vorteile der Photopolymerdrucker gibt es kleine Nuancen, die allen Technologien gemeinsam sind. Dazu gehören:

a) Waschen des Modells

Nach dem Druck muss das Modell von Harzresten gereinigt werden. Das geht am besten in einem Ultraschallbad mit Alkohol. Je nach Modell können Sie es auch mit einem Glas Isopropylalkohol und einer Bürste abspülen.

b) Zusätzliche Beleuchtung in der UV-Kamera

Nach dem Waschen muss das Modell mit einer UV-Kamera “nachbelichtet” werden. Andernfalls wird das Harz nicht stark sein.

Zum Beleuchten des Modells können Sie eine normale UV-Lampe oder eine Maniküre-Maschine verwenden. Diese sind preiswerter als professionelle Trockner, brauchen aber möglicherweise länger für die zusätzliche Belichtung. Vergewissern Sie sich vor dem Kauf, dass die Lampen das richtige UV-Spektrum haben.

c) Stärke der Polymere

Trotz der riesigen Vielfalt an Harzen sind sie den Kunststofffilamenten, die von FDM-Druckern verwendet werden, in ihrer Festigkeit immer noch unterlegen. Die Ausnahme sind einige hochspezialisierte Harze.

Für manche Menschen können diese Nuancen zu erheblichen Nachteilen werden. Trotzdem werden Photopolymerdrucker sowohl als Heimdrucker als auch als Arbeitsmaschinen in verschiedenen Bereichen eingesetzt.