Japan (日本語)
Japan (日本語)
Blog

DLPとLCD:なぜ両者は似て非なる技術なのか


Dorian Knight, PhD

Dorian Knight, PhD

DLP vs. LCD: Why these are not similar technologies

Origin® P3™ DLPによる経済的な少量生産

少量生産のための真の射出成形の選択肢を見つける

DLPとLCD技術はよく類似していると見なされますが、実際には大きく異なります。 

DLPとLCD技術はよく似ていると考えられがちですが、実際には全く異なる技術です。特に高性能材料の印刷を求め、精度と部品品質を必要とする場合、これらが互換性があると思い込まないように注意してください。その理由をいくつか挙げます。  

3Dプリントが生産現場に浸透するにつれ、生産グレード部品を印刷する技術が次々と登場している。中でもDLP(デジタル・ライト・プロセッシング)とLCD(液晶ディスプレイ、マスク付きステレオリソグラフィーまたはmSLAとも呼ばれる)が最も進展を見せている。両技術とも光硬化性樹脂を槽内に使用し、光を投影して層ごとに部品を形成する。また、層全体を一度に投影することで高速印刷を実現している。 LCD技術を提供する企業(Nexa3D、Photocentric、AnycubicやPhrozenなどのローエンドプリンターメーカーなど)は、自社のLCD技術をDLPと比較しますが、これは全く異なる技術間の比較(リンゴとオレンジの比較)と言えます。 実際には両技術にはいくつかの重要な相違点があり、プリンターの可能性(つまり、成功裏に印刷できる材料や形状)を根本的に決定づけるため、理解することが重要です。DLP 対 LCD - その相違点とプリンターの能力に与える影響を見てみましょう。 

  1. 光投影方式 - DLPはデジタルプロジェクターを用いて樹脂に光を投影し、高精度で詳細なプリントを実現します。 LCDはLEDアレイをマスクスクリーンを通して照射する。複数のUV光源は強度が微妙に異なるため照射が不均一になり、画面によってはピクセル間の光漏れが発生。これにより層の硬化精度が低下する。またUV光は液晶の有機材料を急速かつ均一に劣化させるため、経時的に精度が低下する。   

  2. 硬化 - 光の投影方法の違いにより、部品の硬化状態も異なります。LCDスクリーンがエネルギーの大部分(最大90%)を吸収するため、LCD技術ではDLPよりも照度(単位面積当たりのエネルギー量)が低くなる傾向があります(LCDパネルの劣化を過度に早めないため)。 プリント内で硬化度が低い部分は、システム内でより高度に硬化した部分と比べて、後硬化後の機械的特性が劣ります。強度が低いままの部分は、特にオーバーハング、ブリッジ、アイランド、大型断面(かさばる部品)において、プリント中の強度と安定性を高めるため、より多くのサポートが必要となる場合があります。また、損傷を避けるため、LCDプリンターからの部品取り外しにはより慎重な取り扱いが必要です。  

  3. 解像度 - DLP光エンジンの核心はテキサス・インスツルメンツ製デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)チップであり、最大4K解像度を有する。投影面積が大きくなるほど、投影されるピクセルも大きくなり(部品のXY解像度は低下する)。LCDスクリーンはより大型化が可能であるため、大型物体の印刷にはLCD技術がより適している。 

  4. 公差 - DMDチップは極めて厳密な公差で製造される一方、LCDパネルは低コスト化(消耗品としての必要性)を優先して製造される。厳密な公差は再現性の向上につながる。DLPプリントは経時変化に左右されず安定した結果を再現できるため、最終用途生産で広く採用されている。要求が厳密でない場合、LCDはより安価な代替手段となる。  

  5. 波長 - LCD技術は405nmの光エンジン波長に制限される。より高い波長ではLCDパネルの劣化が早まるためである。DLP技術は385nm光源を採用する。大半の樹脂の反応ピークが400nm未満であることから、DLPはより幅広い材料(特に高性能樹脂)に対応可能である。 波長の違いは樹脂硬化・部品品質・機械的特性にも影響する:405nmでは、同じエネルギー照射量でも硬化効率が低下する。光がより深く浸透し、現在の印刷層を超えてエネルギーが分散するためである。 385nmではUV光が各層に集中的に照射されるため(より高精度な印刷が可能)、一方405nmでは透過硬化(部品形状を超えて硬化が進み、過剰な樹脂硬化により複雑な形状の精度が損なわれる現象)が発生しやすい。405nm印刷の効率は波長の微小な変動に大きく影響されるが、385nmの有効性はより安定している。 

  6. 購入価格 - LCD技術は一般的にDLP技術より安価です。LCDプリンターは設計が簡素で高価な部品を少なく済ませます。DLPプリンターで使用されるデジタルプロジェクターは高価な部品であり、プリンター全体のコスト増加要因となります。また385nm紫外線を使用するには光学系が必要ですが、安価な光学系では吸収されてしまいます。このため限られた予算にはLCDプリンターが適しています。  

  7. 総所有コスト - UV光はLCDプリンターのスクリーンを急速に劣化させるため、頻繁な交換が必要となる。これにより消耗品が発生し、LCDプリンター運用全体のコスト増加要因となる。DLPプリンターは初期費用が高いが、運用コストは低くなる。異なる技術のコストを比較する際は、プリンターの購入価格だけでなく総所有コストを必ず算定すること。 

DLP対LCD 

結論として:LCDとDLPプリンターはどちらも特定の部品や材料を印刷できます。しかし、高度に特殊な材料を用いた特定の設計の印刷、再現性・安定した品質・高精度が求められるプロジェクトでは、LCDは対応が困難です。境界線はどこにあるのか?その答えは非常に複雑で、詳細に依存します。まさに「悪魔は細部に宿る」のです... DLP対LCDに関するより深い考察は、今後の情報にご期待ください。

DLP技術の詳細と、それがもたらす可能性についてご覧ください。 

Talk to our team

ご質問ですか?専門家にご相談ください