Digital Light Processing – DLP Verfahren

Mittels Digital Light Processing werden extrem detailreiche, präzise Modelle im 3D Druckverfahren hergestellt. DLP wird zumeist in der Schmuckindustrie oder dem Prototypenbau verwendet. Bedingt durch die Bauform der DLP Drucker, die eher im Desktopbereich angesiedelt ist, eignet sich das Digital Light Processing nur ganz eingeschränkt für die Umsetzung von Großprojekten. Wie genau das Verfahren funktioniert und wo die Vor- sowie Nachteile liegen, erfährst du in diesem Beitrag.

Wie ist ein Digital Light Processing Drucker aufgebaut?

Ein Digital Light Processing Drucker besteht aus einem teilweise lichtdurchlässigen Tank, einer höhenverstellbaren Plattform sowie einer Belichtungseinheit. Diese Bauform bedingt vergleichsweise kompakte Abmaße, so dass sich DLP vorrangig als Desktoplösung durchgesetzt hat.

Digital Light Processing 3D Drucker Aufbau
Der Aufbau eines Digital Light Processing (DLP) 3D Druckers – Infografik von Sercan Kahraman, CC-BY-SA; Bildquelle: threedom.de

Wie funktioniert das Digital Light Processing?

Ausgangsbasis für das Verfahren ist ein Becken, das mit flüssigem Spezialkunststoff, dem sogenannten Photopolymer, gefüllt ist. Dieser Kunststoff reagiert auf den Einfluss von Licht und erstarrt nach einer gewissen Belichtungszeit. Auf diese technische Eigenschaft baut das DLP auf. Ein vorher durch CAD erstelltes 3D-Modell wird Schicht für Schicht mit Hilfe eines Projektors auf die Oberfläche des flüssigen Kunststoffs projiziert. Unter Lichteinfluss erstarren die entsprechenden Regionen. Danach wird die erstarrte Schicht durch eine bewegliche Plattform um die Höhe einer Schicht nach oben gedrückt. Unter der ersten Schicht sammelt sich erneut flüssiges Photopolymer, was in der Folge wieder belichtet wird. Nach und nach entsteht so ein vollständiges Modell. Dieses wird nach Abschluss des Drucks aus dem Becken genommen und in einer Belichtungskammer nachbelichtet. So wird eine vollständige und dauerhafte Aushärtung erreicht.

Wo wird das Digital Light Processing Verfahren verwendet?

Durch relativ günstige Einstiegspreise und die kompakten Bauformen sind DLP Drucker auch für Prosumer und kleinere Unternehmen interessant. Typische Einsatzbereiche sind die Schmuckindustrie oder der Prototypenbau. Auch für die Herstellung von Kunst – beispielsweise kleine Skulpturen – eignet sich das Verfahren hervorragend. Auch im Modellbau oder für Table Top Spiele werden detailgetreue Modelle mittels Digital Light Processing gefertigt.

Welche Materialien können mit dem Digital Light Processing gedruckt werden?

Das Digital Light Processing auf Materialien angewiesen ist, die unter Lichteinstrahlung ihr Gefüge ändern und somit aushärten, ist die Auswahl an Materialien überaus begrenzt. Aktuell werden Photopolymere in flüssiger Form eingesetzt. Diese Kunststoffe können allerdings mit keramischen Materialien vermengt werden. Nach dem Druck kommen die Teile dann in eine Brennkammer, wo die Keramiken miteinander verschmelzen und der Kunststoff ausgebrannt wird.

Wie erfolgt die Nachbearbeitung beim Digital Light Processing?

Während des Druckvorgangs werden an dem Modell nadelartige Stützstrukturen integriert, die nach Vollendung des Drucks mechanisch entfernt werden müssen. Eine Nachbearbeitung mit Feilen, Schleifpapier oder ähnlichem ist also unumgänglich. Nachfolgend müssen die Druckobjekte stellenweise noch in einer eigenen Belichtungskammer nachbelichtet werden. Dies ist aber abhängig vom späteren Einsatzzweck und der benötigten Festigkeit des Modells. Werden keramische Additive zugesetzt, ist ein eigener Brennvorgang in einer Brennkammer notwendig. Hier werden alle Kunststoffanteile verbrannt und die Keramik miteinander verschmolzen. Für einfache Anwendungen ohne besondere Anforderungen beschränkt sich die Nacharbeit aber auf das mechanische Entfernen der Stützstrukturen.

Digital Light Processing – Welche Vor- und Nachteile sind vorhanden?

Die Vorteile des Verfahrens liegen eindeutig in der Geschwindigkeit. Bei großen Drucken mit voller Dichte wird jede Schicht schneller belichtet, als es bei Verfahren mit Laser der Fall ist. Ebenfalls vorteilhaft sind die günstigen Einstiegspreise zu erachten. Desktop-Drucker gibt es bereits ab wenigen hundert Euro käuflich zu erwerben. Auch Open Source Projekte, die Baupläne für komplette Drucker frei verfügbar ins Netz stellen, sind eine interessante Option. Hier sind allerdings handwerkliches Geschick sowie umfassende Kenntnisse in Mechanik, Pneumatik, Elektrotechnik und IT nötig.

Nachteile finden sich in der Auflösung der Modelle. Da der Drucker Schicht für Schicht ein Modell aufbaut, haben 3D Modelle häufig feine, aber sichtbare horizontale Schichtlinien. DLP rendert Bilder mit rechteckigen Voxels, so dass auch in der Vertikalen kleine Abstufen sichtbar bleiben. Das klingt nun dramatischer, als es eigentlich ist, denn die feinen Linien und Kanten sind nur bei genauem Blick sichtbar. Was auch noch zu den Nachteilen gezählt werden muss, ist die Nacharbeit. Sowohl das mechanische Entfernen der Stützstrukturen als auch eventuelles Nachbelichten oder Brennen dauert eine gewisse Zeit.

Vorteile:

  • Kompakte Bauform
  • Günstiger Einstiegspreis
  • Schneller Druck

Nachteile:

  • Photopolymere sind in der Anschaffung recht teuer
  • Die Bauform der Drucker ist nicht für große Modelle geeignet
  • Oberflächen nicht hundertprozentig glatt
  • Mechanisches Nachbearbeiten immer nötig
  • Teileweise noch Nachbelichtung oder Brennen erforderlich

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