DLP 3D Printing และ LCD 3D Printing คือ ?
DLP และ LCD 3D Printing เป็นเทคโนโลยีที่มีความคล้ายคลึงและใช้วัสดุชนิดเดียวกันคือ Photopolymer หรือภาษาไทยคือเรซินไวแสง หลักการคือฉายแสงยูวีในช่วงความยาวที่เรซินทำงาน ซึ่งมักอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 385-410 นาโนเมตร ให้เกิดปฏิกริยาทางเคมีเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง
- เรซินแต่ละชนิดต้องใช้เวลาและพลังงานฉายไม่เท่ากัน
- อุณหภูมิมีผลต่อเวลาในการฉายน้อยมากจนถือว่าไม่มี
DLP Technology
DLP เป็นคำย่อมาจาก Digital Light Procesing ซึ่งเป็นชุดฉายภาพและแสงเหมือนโปรเจคเตอร์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป โดยบางระบบอาจมีกระจกเพื่อสะท้อนภาพไปยังต่ำแหน่งที่ต้องการ หรือบางระบบฉายภาพตรงไปยังจุดที่ต้องการเลย ทั้งนี้เพื่อแก้ไขปัญหาความโค้ง ความเบี้ยวของภาพ จึงมีเลนส์ปรับแก้ ที่ช่วยในส่วนนี้
เมื่อเจาะลึกไปยังหัวใจสำคัญตัวชิบ DLP ภายใน จะเสมือนเป็นกระจกขนาดเล็กเรียงตัวติดกันเป็น Array สะท้อนแสงที่เข้ามาให้กลายเป็นภาพ ดังนั้นผู้ใช้สามารถที่จะกำหนดการทำงานของแต่ละ Pixel ได้เลย ซึ่งละเอียดมากหากมองถึงงานของ 3D Printer ที่ต้องการความคมชัดเท่ากันทุกจุด
- ผู้ผลิต DLP เจ้าใหญ่ของโลกคือ Texus Instrument (TI) และเป็นผู้นำเสนอเทคโนโลยี DLP ที่หลายบริษัทชั้นนำระดับโลกเลือกไปใช้งาน ดังนั้นเครื่องแพงๆหลักแสน หลักล้านที่เห็นในตลาดชิ้นส่วนภายในก็มาจากแบรนด์ TI ทั้งนั้น
- ที่น่าสนใจคือเมื่อปี พศ 2562 (2018) ทาง TI ประกาศออกผลิตภัณฑ์ใหม่ในกลุ่ม Small Form Factor ในชื่อไลน์ผลิตภัณฑ์ว่า Pico ที่ลดฟีเจอร์ต่างๆออก เหลือการทำงานหลักคือฉายภาพและแสง สำหรับงาน 3D Scan และ 3D Printing ราคาเริ่มต้น จนไปถึงกลางๆ
- โดยไลน์การผลิตของ Pico มีตั้งแต่ความละเอียด 720P จนไปถึง 4K เลยทีเดียว ในขณะที่ราคาต่ำกว่าตัวปกติมาก โดยเฉพาะรุ่นเริ่มต้น ที่ TI ระบุเลยว่าเครื่อง DLP จะราคาต่ำกว่า 499 USD
- DLP รุ่นที่จะทำตลาดคือ DLP300S, DLP301S (720P) โดยมีตัวควบคุมคือ DLPC1438 controller (รองรับถึง 2K Resolution)
LCD Technology
เทคโนโลยีนี้มีชื่อแตกต่างกันบ้างตามผู้ผลิตเช่น MSLA (Mask Stereolithography), UV LED Printing แต่โดยหลักการคือเหมือนกันทั้งหมด การฉายภาพมีส่วนประกอบหลัก 2 ส่วนคือ 1. ชุดฉายแสงยูวี 2. หน้าจอ LCD สุดท้ายคือหน้าจอ LCD ที่จะวางอยู่ด้านบนเพื่อกำหนดภาพฉาย
- ความละเอียดของหน้าจอปัจจุบันมาตรฐานเริ่มต้นจะอยู่ที่ 4K (3840 x 2400) และมากขึ้นในขนาดของจอที่เพิ่มขึ้นตาม
- ยิ่งจอละเอียดมากขึ้น ก็สามารถขึ้นรูปรายละเอียดของชิ้นงาน ส่วนที่มีขนาดเล็กได้แม่นยำและถูกต้องมากขึ้น
- อย่างไรก็ตาม การพิมพ์งานคุณภาพก็ต้องอาศัยหลายส่วนร่วมกัน ทั้งระบบฉายแสงที่ต้องสม่ำเสมอ เท่ากันทุกจุด ความสะอาดของหน้าจอ ที่อยู่ติดระบบการพิมพ์งาน ซึ่งมักเกิดความเสียหาย
เปรียบเทียบของทั้ง 2 ระบบ
1. อายุใช้งานของระบบฉายภาพ
ข้อมูลอย่างเป็นทางการของทั้ง 2 ระบบ
- จอ Monochrome LCD อยู่ที่ราวๆ 2000 ชั่วโมง (Chitusystem) ค่าเปลี่ยนจะราวๆ 20-30% ของราคาเครื่อง
- ระบบ DLP ของ TI จะอยู่ที่ 10000 ชั่วโมง การเปลี่ยนสำหรับเครื่องระดับเริ่มต้น คาดว่าจะราคาใกล้เคียงกับซื้อเครื่องใหม่
- ทั้งนี้เนื่องจากตัว DLP มีความร้อนสะสมที่น้อยกว่าพอสมควร และระบบระบายความร้อนต่างๆ มีมาให้ครบ ทดสอบตามมาตรฐานจากผู้ผลิต และแหล่งกำเนิดแสงแยกชุดออกมาต่างหาก ลดการสะสมของความร้อน
- ขณะที่ LCD การฉายแสง UV ไปยังจอ LCD โดยตรง และความร้อนของปฏิกริยาที่เรซินกลายเป็นของแข็ง ส่งผลกระทบโดยตรงกับตัวจอ LCD จึงมักเห็นพลังงานที่ใช้ของเครื่องต่ำลงในรุ่นใหม่ๆ (รวมถึงการมาของจอ Mono ที่แก้ไขปัญหาจุดนี้ด้วย)
- ทั้งนี้ยังไม่รวมความเสียหายทางกล เช่น ชิ้นงานตก ฐานพิมพ์กดจอจนเสียหายในกรณีของระบบ LCD ขณะที่ระบบ DLP ชุดอุปกรณ์อยู่ห่างจากระบบพิมพ์ชิ้นงานระดับหนึ่ง (ถ้าขอบกระจกไม่รั่ว คงไม่มีเรซินซึมไปที่ตัว DLP ได้)
DLP มีอายุการใช้งาน นานกว่า
2. ความคมชัด รายละเอียด
- เมื่อมองที่เครื่องระดับเริ่มต้นต่ำกว่า 2 หมื่นบาทไทย ตัวเปรียบเทียบในวันที่เขียนบทความคือ Phrozen Sonic Mini 4K และ Anycubic Photo Ultra มีรีวิวอยู่แหล่งเดียว
- ตัวเริ่มต้นของ DLP จะมีความละเอียด 720P และให้พิกเซลราวๆ 80 ไมครอน ในขณะที่ Mini 4K ให้ความละเอียดพิกเซลอยู่ที่ 35 ไมครอน
- โดยจากรีวิวตัว Ultra ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา ต้องปรับปรุงเรื่องซอฟแวร์ให้ดียิ่งขึ้น ในด้านการลบรอยหยัก AA Grey Scale ต่างๆ
- ทั้งนี้ผลที่ออกมา ถึงแม้ตัว Ultra จะมีความละเอียดราวๆ 80 ไมครอน (ยังไม่เปิดเผย) แต่งานที่ออกมามีคุณภาพคมชัด รายละเอียดมากครบทั้งหมด ไม่ได้ต่างจากเครื่อง Mini 4K เลย
- อย่างไรก็ตามตัวรอยวงพิกเซลยังคงเด่นชัดมากจาก Resolution 80 Micron ซึ่งใกล้เคียงกับที่ผู้เขียนเจอใน Phrozen Sonic Full HD (62 ไมครอน) อย่างไรก็ตามในอนาคตน่าจะปรับปรุงไม่ยาก เพราะทาง TI เชี่ยวชาญด้านนี้อยู่แล้ว อยู่ที่ว่าคนพัฒนาจะดึงประสิทธิภาพได้มากน้อยแค่ไหน
- ปัจจุบันเครื่องแพงๆหลายแสนที่เป็น DLP ยังคงใช้ความละเอียด Full HD เท่านั้นครับ
รอข้อมูลเพิ่มเติม
3. ชนิดของเรซินที่รองรับ
- ปัจจุบันจอ Monochrome LCD สามารถพิมพ์เรซินในกลุ่มของ DLP ได้ในระดับหนึ่ง แต่ในบางเรซินก็ฉายแสงนานจนไม่คุ้มกับการผลิต
- ระบบ DLP มีความเข้มของแสงที่ส่องไปยังเรซินมากกว่า ดังนั้นในทางทฤษฎีสามารถพิมพ์ได้ไวกว่า รองรับเรซินวิศวกรรมที่ต้องการพลังงานในการคงรูปมากกว่าเรซินทั่วไป
- ทั้งนี้ ทั้ง 2 ระบบ ไม่สามารถใช้กับเรซินของเครื่องในกลุ่ม Laser Base ได้ ยกเว้น DLP บางรุ่นที่มีช่วงการฉายแสงความยาวคลื่นกว้างมาก แต่ก็ไม่แนะนำอยู่ดี เพราะราคาส่วนใหญ่จะแพงกว่าตระกูล LCD DLP
DLP รองรับเรซินมากกว่า
4. การบำรุงรักษา
- มองในเครื่องระดับ Budget สิ่งที่ทั้งสองระบบต้องเปลี่ยนเหมือนกันคือ FEP Film ซึ่งส่วนนี้ DLP ใช้ได้นานกว่าเนื่องจากความร้อนสะสมน้อย (หรือบางผู้ผลิตอาจใช้เป็น PDMS ซิลิโคนแทน เพื่อให้คุณภาพผิวดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้)
- จอ LCD เปลี่ยนทุก 6-12 เดือน
- ระบบ DLP 3 ปี หรือชุดฉายแสง 12-24 เดือน ขึ้นกับผู้ผลิตและการใช้งาน
รอข้อมูลเพิ่มเติม
5. ราคา
- LCD มีแนวโน้มจะละเอียดและถูกลงเรื่อยๆ ได้คุณภาพเพียงพอกับงานส่วนใหญ่
- ขณะที่ DLP ตัวเริ่มต้น ยากที่จะทำราคาได้ต่ำกว่าปัจจุบันที่เป็นอยู่ (499 USD) ในขณะที่ความละเอียดมากขึ้น ราคาจะกระโดดเป็นเท่าตัว เช่น ความละเอียด Full HD และ 4K
LCD ยังคงมีราคาต่ำกว่า
สรุปข้อมูล DLP และ LCD เทคโนโลยี
- DLP ในระดับเริ่มต้นจะเข้าสู่คนทั่วไปมากขึ้น โดยได้งานที่มีคุณภาพ รายละเอียดคมชัด มากกว่าเครื่องแบบ LCD ที่มีความละเอียดมากกว่า
- DLP ในระดับกลาง-สูงเช่นระดับ 2K-4K จะมีราคาน่าสนใจและคุณภาพใกล้เคียงเครื่องระดับอุตสาหกรรมในระดับบน
- LCD ยังคงเป็นตัวเลือกแรกๆสำหรับคนที่มีงบประมาณจำกัด และต้องการความละเอียดสูงสุด ปัจจุบันวันที่เขียนบทความ 6-7000 พัน สามารถหาซื้อเครื่องระดับ 2K Monochrome มาใช้งานได้แล้ว
- คนที่น่าจะได้ประโยชน์จาก DLP โดยตรงจะเป็นกลุ่มจิวเวลรี Wax Resin และเรซินวิศวกรรม ที่ปัจจุบันต่อให้เป็นจอ Mono ก็ยังใช้เวลาฉายแสงนานเกินไป จนความ Precision ชิ้นงานลดลงจากที่ควรจะเป็น
