LCD, DLP ou SLA: Qual a melhor impressora 3D para você?

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Existe uma extensa variedade de impressoras em resina 3D no mercado atualmente. Impressoras 3D LCD, DLP e SLA, as quais, todas utilizam resina como meio de criação de impressões. Mas como saber qual atende melhor suas necessidades?

Atualmente, nós vamos focar especificamente nas impressoras 3D LCD, DLP e SLA. Iremos analisar aqui os prós e contras de cada uma das impressoras e comparar suas resoluções, precisões e exatidões, velocidades e custos.

Breve Introdução de Impressoras 3D LCD

Impressoras 3D LCD utilizam módulo de display em LCD para projetar um certo padrão de luz o qual então é usado para curar a resina no tanque de resina. São usadas Luzes em LED como fonte de luz enquanto a tela em LCD controla os padrões de luz. A luz é emitida pela lâmpada em LED e então ela passa através da tela LCD sendo absorvida pela resina. Uma imagem de cada camada é gerada na tela em LCD enquanto outra camada inteira é endurecida de uma vez.

Impressoras 3D em LCD Phrozen utilizam tecnologia ParaLED na qual uma variedade de chips LED projeta a luz através da tela LCD que uniformemente, então, distribuem sobre a área impressa.

Breve Introdução de Impressoras 3D em DLP

Impressoras 3D em DLP, ou Processamento de Luz Digital (Digital Light Processing) utiliza um projetor digital para gerar flashes de luz UV sobre a área impressa e curar a camada de resina de uma só vez.

O padrão óptico da impressora 3D em DLP é essencialmente gerada por um Dispositivo de Microespelho Digital (DMD) dentro da lente do projetor. O DMD consiste em uma grande quantidade de pequenos espelhos que controlam o padrão de luz projetada. A medida que a luz é refletida sobre sua superfície, logo em seguida, se torna inclinada em direção à resina liquida. 

Breve introdução de Impressoras 3D SLA

Impressoras 3D SLA, ou Estereolitografia (Stereolitography), utiliza lasers como fonte de luz para realizar impressões 3D. A medida que o laser traça cada ponto numa única camada, a resina liquida endurece durante o processo.

Conforme o laser é refletido em um espelho controlado por computador, ele vai sendo guiado por esse espelho para atingir diferentes coordenadas da resina que realiza a cura em camadas.

Comparação de Resolução

Resolução é associada a 3 dimensões: Resolução nos eixos X, Y e Z.

Resolução no eixo Z é definida basicamente pelas especificações do motor, do driver motor e do parafuso de avanço da impressora 3D. É a menor medida da camada. Para impressões diárias, nós usaremos a altura média de camada, que fica em torno de 30-100 µm, para cada impressão ao invés da medida mínima de altura.

Por exemplo, a resolução do eixo Z da Phrozen’s Sonic 4K é de 10 µm, mas geralmente fazemos impressões com camadas de 30 a 100 µm. Quanto menor a altura da camada, mais tempo levará para imprimir um modelo. Isso significa que conforme aumentamos o número (da altura) a impressão será feita mais rapidamente. Favor notar que a espessura da camada pode ser pré-definida em cada impressora 3D.

Tenha sempre em mente que a resolução de um arquivo STL sempre afetará a resolução do produto final impresso.
Para cada tipo de impressora 3D, a resolução nos eixos X e Y são definidas como descrito abaixo:

Impressoras 3D em LCD:

Para essas impressoras 3D, as resoluções nos eixos Xe Y são definidas pelo tamanho do pixel.
Impressoras 3D LCD podem produzir impressos 3D com alta resolução dependendo do tamanho do pixel da impressora LCD.

Em cada tela LCD é possível calcular o tamanho do pixel dividindo o comprimento da LCD pelo número de pixels no comprimento da tela LCD. Vejamos o exemplo da Phrozen’s Sonic Mini 4k: sua resolução no eixo X (tamanho do pixel) é de
134.4mm / 3840 pixels = 0.035mm.

A Phrozen’s Sonic Mini 4K oferece uma resolução de 4K em impressão a 35 µm e 722 PPI (a maior PPI no mercado). PPI é a sigla para Pixel Per Inch (pixel por polegada). Quanto maior a taxa de PPI de uma impressora, mais detalhes um modelo 3D poderá ser produzido.

Impressoras 3D DLP:

Nessas impressoras 3D as resoluções nos eixos X e Y são igualmente definidas pelo tamanho do pixel. Contudo, a diferença é: o tamanho do pixel em impressoras DLP depende do tamanho do pequeno espelho no DMD.
Cada camada é vista como um pixel quadrático e a luz é projetada de acordo com o tamanho do pixel.

Essas impressoras DLP usam o mesmo conceito que as impressoras LCD, é possível calcular o tamanho do pixel dividindo o comprimento do pequeno espelho pela quantidade de pixels presentes no DMD.

Impressoras 3D SLA:

Para impressoras 3D SLA, a resolução nos eixos X e Y irá depender do tamanho médio do ponto focal do feixe laser e os incrementos no qual o feixe laser é controlado.

O tamanho do ponto focal do laser pode ser ajustado de acordo com o tamanho da sua impressão final. Alguns podem definir sua resolução de diferentes maneiras, como velocidade de escaneamento ou tamanho do feixe em potência mínima.

Devido a diferenças técnicas, impressoras SLA deveriam ser consideradas um caso a parte, quando comparadas lado a lado com as impressoras DLP e LCD.

Comparação de Precisão e Exatidão

Impressoras 3D em LCD:

Como existem uma extensa variedade de impressoras 3D LCD no mercado, as empresas agora estão numa constante corrida para produzirem impressoras mais precisas e exatas que as anteriores. Isso significa que as impressoras em LCD estão chegando cada vez mais perto da precisão e exatidão oferecidas pelas impressoras 3D SLA tradicionais com componentes devidamente calibrados.

As impressoras 3D Phrozen utilizam tecnologia ParaLED para garantir que o ângulo de emissão de luz UV é o mais paralelo possível. Isso é para certificar que cada camada de resina recebe uma quantidade igual de luz UV durante o processo, aumentando a eficiência de como a luz passa através da tela LCD e ao mesmo tempo projetando cada tamanho de pixel de maneira precisa e exata.

Impressoras 3D em DLP:

As impressoras DLP tendem a ser menos precisas que as SLA e as LCD.

Isso ocorre porque as impressoras DLP usam uma lente de projeção para projetar a luz de uma fonte pequena para uma fonte maior, fazendo com que haja maior probabilidade dos pixels serem distorcidos devido a aberração esférica.

Alguns profissionais que utilizam impressoras DLP tentam melhorar essa leve distorção criando impressoras 3D que ficam apoiadas ao chão para aumentar o comprimento da projeção reduzindo o impacto da aberração esférica.

Impressoras 3D SLA:

Como o laser é utilizado na impressão de uma SLA, os modelos 3D impressos utilizando essa técnica tendem a ser mais precisos e exatos. Impressoras 3D SLA imprimem modelos com superfícies uniformes e suaves conforme o laser se move através de um caminho continuo enquanto lentamente desenha cada camada.

Embora essas impressoras possam imprimir modelos de superfícies suaves e uniformes, o preço de compra desse aparelho pode ser de 3 a 5 vezes maior do que uma impressora LCD. Além disso, também demora muito mais para finalizar uma impressão 3D com uma SLA, como iremos explicar em seguida. Para aqueles que querem imprimir miniaturas e outros modelos semelhantes em casa, o custo/ benefício de uma impressora LCD seria muito melhor, devido ao custo e à velocidade de impressão.

Comparação de Velocidade

Impressoras 3D LCD:

As impressoras LCD e DLP são similares nisso, onde uma camada inteira de resina pode ser curada de uma única vez, o que significa que elas podem imprimir muito mais rápido que uma impressora SLA e imprimir coleções de modelos 3D de uma só vez.

A velocidade de impressão pode variar entre 20mm da Phrozen’s Shuffle XL Lite a 80mm da Sonic Mini 4K dependendo se a impressora utiliza uma tela Mono-LCD ou não.
Telas Mono-LCD duram muito mais e imprimem muito mais rápido que uma tela colorida LCD típica.

Isso acontece porque as telas LCD monocromática são projetadas com o propósito de permitir maior transmissão de luz e resistência a altas temperaturas. Dessa forma, impressoras 3D que utilizam telas Mono-LCD podem curar resina numa curta exposição de camada e ter maior tempo de vida útil que uma tela LCD colorida.

Em comparação, telas LCD coloridas levam mais tempo para curarem a resina enquanto que o painel LCD tem menor taxa de transmissão de luz que as telas Mono-LCD.

Liderando à frente da curva, a Phrozen foi a primeira a desenvolver a tecnologia Mono-LCD no mundo da impressão 3D.

Impressoras 3D DLP:

A medida que uma camada inteira de resina é curada com luz UV de uma única vez, isso significa poder imprimir um maior número de pequenos modelos de uma única vez utilizando uma impressora DLP. O processo é muito mais rápido que uma impressora SLA e até mesmo que algumas impressoras LCD.

Impressoras DLP podem imprimir de 20 até 140mm/hora, mas peca em resolução e produzem modelos com um tamanho de impressão menor que as impressoras LCD.

Impressoras 3D SLA:

Como as SLA usam laser para traçar um padrão em uma única camada antes de partir para a próxima, isso acaba tornando o tempo de impressão de cada modelo individual mais longo, quando usada essa técnica.

A velocidade de impressão pode variar entre 14mm/h até 36mm/h.

Como uma impressora 3D usa uma técnica diferente para impressão, ela não pode ser comparada totalmente com as utilizadas pelas impressoras DLP ou LCD. Se você está buscando imprimir modelos com velocidade, seria melhor comprar uma impressora LCD para fins de velocidade e precisão, uma vez que as SLA imprimem de maneira extremamente lenta.

Custo

Impressoras 3D LCD:

Em comparação com outras técnicas de impressão 3D, as impressoras LCD são desenvolvidas como uma alternativa com preços acessíveis em relação às suas contrapartes de impressão 3D. Essas impressoras 3D utilizam um painel de LCD para fins de impressão o qual pode ser facilmente substituído. Além do que, impressoras LCD podem ser produzidas para serem pequenas, então a maioria das impressoras 3D LCD são feitas para desktop, o que as torna fáceis de serem guardadas.

Essas impressoras podem custar qualquer coisa entre R$4.000 a R$30.000, como as Phrozen’s Sonic Mini que custam em torno de R$4.000 e as Sonic XL 4K que custam em torno de R$30.000.

Impressoras 3D Phrozen produzem modelos com eficiência enquanto garantem alta resolução de impressão, capturando todos os detalhes finos dos seus modelos 3D. A Phrozen oferece uma extensa variedade de impressoras de resina em 3D para uso pessoal, aplicações odontológicas, criadores de jóias e muito mais.

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Impressoras 3D DLP:

Essas impressoras são mais caras que as LCD porque elas requerem o uso do Dispositivo de Microespelho Digital (DMD) o qual tende a ser bem caro também.

As impressoras DLP normalmente variam seus preços entre R$40.000 a R$80.000.

Impressoras 3D SLA:

Em termos de custo, as impressoras SLA tendem a ser mais caras que suas contrapartes: as impressoras DLP e LCD. Isso porque as impressoras SLA possuem maquinas e lasers as quais normalmente acabam sendo mais caras.

Dependendo da marca e do tipo da impressora SLA que decidir comprar, o preço pode variar bastante entre uma SLA básica para uma impressora 3D SLA industrial, porém, atualmente no mercado brasileiro temos modelos que custam em torno de R$50.000.

Vamos dar uma olhada de perto nessa tabela de custo.

Enquanto impressoras DLP são as mais rápidas em impressão, elas produzem modelos com baixa resolução e também são mais caras que uma impressora LCD. Impressões 3D podem também facilmente saírem distorcidos devido ao uso de lentes no projetor.

Impressoras 3D SLA imprimem objetos em resina com precisão e exatidão por causa do uso do laser, embora ela imprima de maneira muito lenta. Essas impressoras 3D também tendem a ser mais caras, tornando o acesso ao usuário médio pouco viável.

Embora as impressoras LCD não tenham a mesma velocidade que uma DLP, elas imprimem com precisão e exatidão devido ao uso de uma tela LCD e luzes UV, produzindo modelos 3D com extrema alta resolução. Impressoras 3D LCD, especialmente as impressoras 3D LCD Phrozen, estão disponíveis numa faixa de preço extremamente acessível.

Artigo original escrito por Chanda Lalwani
Postado em 04 de dezembro de 2020

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