Was ist LCD-3D-Druck?

LCD-3D-Druck, auch MSLA (Masked Stereolithography) genannt, ist ein Verfahren der Vat-Photopolymerisation. Ein hochauflösendes LCD-Display befindet sich zwischen der UV-Lichtquelle und der Harzwanne. Das Display zeigt für jede Schicht ein Schwarz-Weiß-Bild, bei dem transparente Bereiche UV-Licht durchlassen und schwarze Bereiche es blockieren.

Funktionsprinzip

Die Belichtungseinheit eines LCD-Druckers besteht aus einem Array von UV-LEDs und dem darüberliegenden LCD-Panel. Die LEDs strahlen Licht mit einer Wellenlänge von typischerweise 405 nm ab. Das LCD erzeugt eine Maske entsprechend der aktuellen Schichtgeometrie. Nur an den hellen Stellen durchdringt UV-Licht die FEP-Folie und härtet das Harz aus.

Vorteile der LCD-Technologie

LCD-Drucker bieten mehrere Vorteile gegenüber anderen Resin-Verfahren:

Niedrige Anschaffungskosten durch günstige Display-Technologie
Schnelle Schichtbelichtung unabhängig von der Objektanzahl
Einfacher Aufbau mit wenigen beweglichen Teilen
Hohe Auflösungen durch moderne 4K- und 8K-Displays
Breite Verfügbarkeit von Ersatzteilen
Große Auswahl an kompatiblen Harzen

Auflösung und Pixelgröße

Die Druckauflösung eines LCD-Druckers entspricht der Pixelgröße des Displays. Ein 4K-Display mit 3840 mal 2160 Pixeln auf einer bestimmten Fläche ergibt eine feste XY-Auflösung. Größere Displays bei gleicher Pixelzahl haben größere Pixel und damit geringere Auflösung. Die Pixelgröße liegt bei aktuellen Druckern zwischen 20 und 50 Mikrometern.

Verschleiß und Lebensdauer

Das LCD-Display ist ein Verschleißteil mit begrenzter Lebensdauer. Die UV-Strahlung degradiert die Flüssigkristalle über Zeit. Typische Standzeiten liegen zwischen 500 und 2000 Betriebsstunden, abhängig von Displayqualität und UV-Intensität. Nachlassende Lichtdurchlässigkeit oder ungleichmäßige Belichtung zeigen das Ende der Nutzungsdauer an.

Vergleich mit anderen Verfahren

Im Vergleich zu Laser-SLA bietet LCD-Druck kürzere Schichtzeiten, da die gesamte Fläche gleichzeitig belichtet wird. Die Auflösung ist durch die Pixelstruktur begrenzt, während Laser feinere Konturen zeichnen können. Gegenüber DLP sind LCD-Drucker günstiger, haben aber teils weniger gleichmäßige Ausleuchtung und sichtbarere Pixelkanten.