LCD光固化3D印表機介紹及優缺點

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這是博易特3D列印實戰的第 05 期分享

作者 l 深山閒士  

來源 l 博易特官網-技術文檔

http://www.boeete.com/

光固化技術，除了SLA雷射掃描和DLP數字投影，目前形成了一種新的技術，就是利用LCD作為光源的技術。LCD列印技術，最簡單的理解，就是DLP技術的光源用LCD來代替。每一個光固化技術的核心都是圍繞光源問題的解決方案，從雷射掃描的SLA，到數字投影的DLP，再到最新的LCD列印技術。

LCD技術分為兩種，其分界線就是光源波長，一個是405nm紫外，一個是400-600nm可見光。LCD掩膜光固化：用405nm紫外光（和DLP一樣），加上LCD面板作為選擇性透光的技術，是LCD掩膜技術（LCD masking）或者行業裡有很多各自的名字，例如選擇數字光處理（mDLP），液晶DLP技術，紫外掩膜固化等等。

LCD掩膜技術從2013年就有人開始研製。最早的創客用普通電腦LCD顯示器去掉背光板，加上405的LED燈珠做背光，試著列印uv樹脂。z軸的解決方案無非是滑塊，絲槓和步進電機，電機驅動板都可以用單片機類或者目前FDM最流行的RAMPS板解決方案。LCD的驅動其實和所有顯示器的驅動一樣，VGA或者hdmi接液晶驅動板再接LCD面板，背光用405nm燈泡或者LED陣列，加菲林鏡片來均勻分布光照。

1、精度高。很容易達到平面精度100微米，優於第一代SLA技術，和目前桌面級DLP技術有可比性
2、價格便宜。主要對比前代技術的SLA和DLP，這個性價比極其突出。
3、結構簡單。因為沒有雷射振鏡或者投影模塊，結構很簡單，容易組裝和維修
4、樹脂通用。由於採用405nm背光，所有DLP類的樹脂或者大部分光固化樹脂理論上都可以兼容。唯獨小心某些SLA專用樹脂，不一5、定兼容性很好，主要怕曝光不足。
6、同時列印多個零件不犧牲速度。因為這個和DLP技術一樣，是面成型光源。

1、LCD可選範圍很少：這個技術關鍵部件LCD，需要對405光有很好的選擇性透過，還要經得住幾十瓦405LED燈珠的數小時高強度烘烤，還有散熱和耐溫性能的考驗。所以不是每款LCD屏都能用的上。以上解決方案已經解決LCD選擇這個重要問題了。同時，這個LCD屏是易耗件。
2、LCD列印使用過程中老化。
3、列印尺寸偏小：這個其實沒毛病，桌面機器嘛，比起DLP機器或者桌面雷射SLA機器還是半斤八兩的
最後一點是優點也是缺點：這些技術是開源的，技術壁壘低容易仿製，大家能共享或者DIY這種機器，只要你找到合適的屏幕。

還一種可見光固化就是visible light cure，簡寫VLC，完全放棄以前所有光固化必須使用紫外光的條件，使用普通光（可見光，405nm-600nm）就可以使樹脂固化，實現列印。按原理區分就是光源再一次升級，用普通的LCD顯示面板，不加任何改裝或改背光，直接作為光源。當然，可見光固化不只局限於LCD屏幕，可以擴展到任何顯示器（等離子，CRT，背投，LED陣列，OLED）和任何投影（DLP，3LCD， Simple LCD，LCoS）以及其他任何顯示技術（雷射掃描成像，光纖陣列等等）。

它和上面LCD的技術區別有兩個：
1、使用普通LCD屏幕，無需改背光；
2、可以使用投影或其他顯示設備做光源。

LCD技術有一個硬傷：光效率沒有DLP高。但凡通過加大405nm燈的亮度來達到更多光通量，或者普通光通量的可見光LCD配合高敏感樹脂，得到的固化速度不能和DLP的成型速度相比的。有個實際參考值，同樣100微米厚固化，DLP是零點幾秒到幾秒，405nm紫外LCD或者可見光LCD需要十幾秒到幾十秒來固化。這裡引出一個新的解決方案，用DLP以外的投影加上可見光技術達到一秒以內的高速度，投影可以同時達到高速度，大尺寸，高精度，還有低成本。

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