У першій частині ми розглянемо способи зміни роздільної здатності та роздільну здатність 3D-друку за технологіями. У другій частині ми продовжимо розглядати смолу найвищої роздільної здатності для 3D-принтера. Також ми вивчатимемо FDM 3D-принтери з високою роздільною здатністю.
Зміст:
- Смола найвищої роздільної здатності для 3D-принтера
- 3D-принтери FDM з найвищою роздільною здатністю
- Де можна купити найкращий FDM 3D-принтер з високою роздільною здатністю друку?
Смола найвищої роздільної здатності для 3D-принтера
Поняття згладжування у 3D-друку
Світло, яке проходить через LCD екран, відрізняється своєю квадратною формою. У поєднанні з висотою шару це дає куби. Якщо розглядати ефект твердої поверхні, то ця поверхня має вигляд, ніби вона складається з невеликого конструктора LEGO. При цьому більшість деталей стають гладкішими. У 3D-принтері високої роздільної здатності куби дуже маленькі, тому неозброєним поглядом їх дуже важко побачити. Тут працює згладжування – це опція програмного забезпечення вашого 3D-принтера для нарізки.
Згладжування широко застосовується у різних галузях діяльності, наприклад, комп'ютерна графіка, цифрова фотографія. У таких програмах вона необхідна для згладжування країв будь-якого носія, який розроблявся за допомогою пікселів. У сфері 3D-друку до згладжування відноситься контроль кількості або типу світла, що потрапляє на воксель смоли. Якщо виходить менше світла, ніж у повної потужності, то воксель стане не повністю затверділим кубом, а матиме овальну форму. Якщо край вокселя, що повністю затвердів, має вигляд сходів, то згладжування буде нагадувати процес розміщення на кожній сходинці подушок. Це дозволяє досягти видимості слайду.
У використовуваному ПЗ для нарізки користувачі контролюють ступінь згладжування (відтінки сірого) і пов'язані з ними опції, наприклад, розмиття. Якщо згладжування буде сильним, то разом із розмиттям це спричинить втрату деталей на відбитку. Якщо ви всю роботу виконаєте правильно, то після згладжування та розмиття відбитки матимуть відмінний зовнішній вигляд. У них буде вигляд вищої роздільної здатності. Згладжування та розмиття застосовуються з іншими технологіями смоли, наприклад, SLA, DLP.
DLP аналогічна LCD, але замість екрана, де проходить або блокується світло, застосовується світловий проектор з високою роздільною здатністю. Його іноді називають світловим двигуном, оскільки пристрій на шар смоли посилає світло. У світловому двигуні застосовуються лінзи, дзеркала та DMD (цифровий мікродзеркальний пристрій) на мікрочіпі. Це дозволяє виконати проектування малюнка ультрафіолетового світла як поперечний переріз 3D-моделі або одного зрізу. Багато хто знайомий з DLP технологією, яка застосовується в офісних проекторах та кінотеатрах.
3D-друк DLP використовує DMD, до складу якого входять крихітні дзеркала. Вони спрямовують світло на смолу або в різні боки. Всі ці дзеркала мають квадратну форму і є пікселем зображення, що проектується.
На даний момент у професійних 3D-принтерах DLP використовується чіп DMD з роздільною здатністю 1920х1080 пікселів. У деяких апаратах споживчого рівня використовується DMD чіп з роздільною здатністю 1280х720 пікселів. Найближчим часом різні компанії планують випустити пристрої із великим розміром пікселів.
Головним фактором, від якого залежить роздільна здатність друку, є щільність дзеркальної матриці. Саме вона визначає дозвіл друку, але також необхідно враховувати відстань від проектора до смоли.
У багатьох DLP 3D-принтерах використовується фіксована роздільна здатність XY (в діапазоні 35-100 мікрон), але в деяких моделях можна виконувати регулювання відстань проекції між шаром смоли та світловим двигуном. Така відстань впливає на можливий рівень деталізації.
Через дзеркала DMD відбувається відбиття світла, потім воно проходить через проекційну оптику. Там відбувається фокусування та формування променя світла. Дзеркала спрямовують світло тільки в необхідне місце, тому DLP здатна створювати чіткіші краї, на відміну від LCD. При роботі з LCD невеликі шматочки світла просочуються краями замаскованих на екрані пікселів. Ще екран просто нездатний на 100% заблокувати світло.
3D-принтери DLP використовують більш високу інтенсивність світла (досягає до 16 Вт), на відміну від більшості LCD принтерів. У деяких моделях DLP вдається регулювати інтенсивність світла.
Точність залишається високою, але світло в пікселях квадратної форми робить краї нерівні, особливо це стосується вигнутих країв. Така ситуація називається ступінчастістю. Вона відбувається і з LCD принтерами. Якщо об'єкт маленький, то в нього не так багато проблем зі сходами. У великих виробах можуть з'явитися виражені краї вокселів.
Не обов'язково, що більш чіткі краї відрізняються високою роздільною здатністю. Чим чіткіше виходять сходи, тим більше можливостей для маніпулювання пікселями. Для цього застосовується розмиття, згладжування та інші технології, що називаються зсувом пікселів. Саме вони дозволяють досягти більш високої роздільної здатності і точних контурів та функцій. Деякі розробники 3D-принтерів заявляють, що роздільна здатність друку в 2 рази менше розміру пікселя.
Розуміння зсуву пікселів у 3D-друку
Зсув пікселів відрізняється від згладжування тим, що не є програмною опцією. Це ще й механічна функція. Саме тому 3D-принтери DLP із чіпом DMD 2K можуть претендувати на дозвіл 4К, 6К. Вони ще використовуються в інших відомих носіях, наприклад, цифрова камера. У ній дана функція дозволяє досягти високої роздільної здатності, яка більша за роздільну здатність камери.
Якщо трохи зрушити положення DMD між кожним шаром, один шар поступово піддаватиметься багаторазовому впливу світла. Така можливість дозволяє повністю лікувати області пікселів, на які впливає світло, наприклад, 8 секунд, а потім частково лікувати області пікселів з меншою кількістю світла.
Ця подія називається субпіксельним дозволом. Фактичний дозвіл пікселів – це власний дозвіл. Певні апарати дозволяють зробити вибір субпіксельної або власної роздільної здатності для кожного налаштування 3D-друку. Даний метод дозволяє ефективно збільшувати видиму роздільну здатність проектованої картинки. Це забезпечується завдяки тому, що всередині кожного пікселя створюються додаткові точки.
За допомогою такого двостороннього зсуву пікселів 3D-принтер DPL із DMD 2K може претендувати на дозвіл 4К. Зараз справжнього чіпсету 4К DMD на ринку немає, тому єдиний спосіб досягти такого дозволу – це зсув пікселів.
Наприклад, пристрій Extreme 8K DLP ETEC має електромеханічну систему. З її допомогою відбувається невеликий жорстко контрольований рух на субпіксельних відстанях у двох чіпах 2К DMD. Це створює заявку на отримання дозволу 8К. У Extreme 8K розмір пікселя XY з налаштуванням становить 100 мікрон. Це більше, ніж у деяких LCD принтерів, але в нього набагато більший обсяг збирання. Виходить, що пристрій може друкувати зображення з великою роздільною здатністю.
У промислових та професійних принтерах DLP можуть використовуватися різні технології налаштування пікселів, наприклад динамічна експозиція від In-Vision, Movinglight від Prodways.
Стереолітографія (SLA) є черговим етапом полімерних 3D-принтерів. У них використовується лазер, який стежить за кожним шаром деталі, що створюється. Ширина променя лазера визначає деталі, ця технологія називається розміром лазерної точки. Цей фактор відіграє велику роль у SLA у визначенні горизонтального дозволу.
Інший фактор пов'язаний з механізмом керування дзеркалами, які спрямовують лазер. Сюди відносяться дзеркальні гальванометри, які направляють лазери у потрібні координати, що дозволяє фокусувати світло вгору через дно резервуара та затвердити шар смоли. Чим дорожчий 3D-принтер, тим надійніший гальванометр у ньому використовується. Також лазер повинен прямувати точно.
Еталоном для SLA принтерів є роздільна здатність XY. Дана роздільна здатність є комбінацією розміру плями лазера та прирощень, за допомогою яких здійснюється управління лазерним променем. Наприклад, Formlabs Form 3 має лазер із плямою 85 мікрон. Через лінійне сканування лазер здатний переміщатися з меншими приростами, тому апарат має стабільну роздільну здатність XY 25 мікрон.
Все це говорить про те, що при використанні високоякісної оптики лазерні верстати здатні точно відтворювати поверхню деталі. Це стосується ситуації, коли розмір плями лазера більший за піксель DLP. Багато SLA принтерів мають фіксований лазер, але у 3D Systems SLA 750 і серії Stratasys Neo використовується подвійний лазер. У них змінне фокусування в діапазоні 150-600 мікрон, що дозволяє контролювати розташування дрібних деталей.
3D-принтери FDM з найвищою роздільною здатністю
У таких 3D-принтерах роздільна здатність XY є мірою точності пристрою. У апаратах промислового рівня за основу береться висота осі Z.
У FDM принтерах точність є показником дозволу XY, а не його зміною. Вона позначається як +/- 0.2 мм. Ці відомості отримують після пробного друку та вимірювань. Наприклад, в UltiMaker Method точність +/- 0.2 мм досягається за рахунок багаторазового друку моделей на різних апаратах. Потім відбуваються виміри кожної моделі.
У FDM принтерах роздільна здатність деталі тим вище, чим нижче висота шару. Висота шару (дозвіл шару) – це і є роздільна здатність. Найчастіше цей показник дорівнює 50 мікронів, але деякі 3D-принтери мають висоту шару 10 мікронів.
У більшості споживчих і професійних FDM принтерів роздільна здатність становить 50 мікрон. Тому виробники зміщують фокус на точність механіки чи інші параметри. Це стає причиною високого рівня точності, який називається позиційною роздільною здатністю.
На практиці існує велика кількість факторів, які впливають на висоту шару при FDM друку: налаштування програмного забезпечення, вібрація навколишнього середовища, розмір сопла, матеріал, температура. Тому масове порівняння висоти шару не дуже корисне. Рекомендується порівнювати висоту шару з точністю.
Програми Cura і PrusaSlicer дозволяють протягом усього процесу друку змінювати висоту шару. Для цього програмне забезпечення використовує більшу або меншу висоту шару, що залежить від особливостей кожної моделі. Якщо потрібна роздільна здатність 10 мікрон, то варто вибрати іншу технологію 3D-друку.
Де можна купити найкращий FDM 3D-принтер з високою роздільною здатністю друку?
Для покупки такого 3D-принтера варто звернутися до інтернет-магазину Артлайн. Там пропонується великий вибір FMD 3D-принтерів з високою роздільною здатністю друку. Якщо у вас є питання щодо вибору відповідного пристрою, то можете отримати консультацію у менеджерів компанії Артлайн.
м. Київ, вул. Кирилівська, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01