Die Oberflächenqualität ist entscheidend – sie beeinflusst nicht nur das Aussehen und die Haptik eines Teils, sondern auch, wie dieses Teil in eine bestehende Baugruppe passt oder als Formwerkzeug funktioniert. Die Oberflächengüte lässt sich visuell beurteilen – wie glatt ein Teil also zu sein scheint – oder mit einem Messgerät für die Oberflächenrauheit (Ra) bestimmen. Neben der Pixel- oder Laserspotgröße wird die Oberflächenqualität in erster Linie durch die Schichthöhe in der Z-Achse, die optischen Eigenschaften des Kunstharzes und die Konsistenz der Abläufe zwischen den Schichten (Ablösen und Eintauchen) beeinflusst.

Optical prisms are an essential component of many imaging systems, providing a range of benefits that cannot be achieved with lenses alone. By understanding the advantages and characteristics of different types of prisms, and selecting the right prism for a given application, designers can achieve better image quality, improved system performance, and greater design flexibility.

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Roof prisms, also known as Amici prisms, are similar to Porro prisms but have a more complex internal design. They are commonly used in high-end binoculars and cameras and offer improved resolution and image quality.

Trotz des Fokus auf die Anzahl der Pixel oder die Größe der einzelnen Pixel zählen für die meisten Menschen beim 3D-Druck vor allem die greifbaren Ergebnisse: Oberflächengüte, Maßgenauigkeit und die minimale Strukturgröße. Die Pixelgröße ist jedoch nur einer von vielen Faktoren, die darauf Einfluss haben: Das Druckergebnis hängt von einer ganzen Reihe von Gesichtspunkten ab, etwa Materialeigenschaften, optischen Einstellungen, mechanischer Konsistenz und mehr.

Obwohl Druckerhersteller die Pixelgröße umstandslos als das A und O der 3D-Druckauflösung anpreisen, ist die Wahrheit (und der tatsächliche Effekt) etwas komplizierter.

In addition, unwanted reflections can also reduce the contrast of an image by creating unwanted bright spots or glares. Optical prisms can be designed to minimize these reflections by using anti-reflective coatings on the prism surfaces or by using total internal reflection.

With the help of a trusted supplier like UQG Optics, you can be confident in the quality and precision of your optical components, and achieve the best possible results for your imaging system.

Wie bereits erwähnt, scheint die Pixelgröße oder die Laserspotgröße intuitiv ein einfacher Maßstab für die Größe positiver Merkmale zu sein. In der Praxis gibt es allerdings keine Drucker, die einzelne positive Merkmale in der Größe einzelner Pixel – 20 µm, 30 µm, 50 µm oder 80 µm – produzieren können. Stattdessen sind die Faktoren, die die minimale Strukturgröße wirklich beeinflussen, die Temperatur, die mechanische Wiederholbarkeit und die optische Konsistenz. Wie die Fotos zeigen, bietet der Form 4 einige der besten Minimalwerte. Alle Drucker hatten Schwierigkeiten, sämtliche Negativkanäle fertigzustellen, aber Form 4 und Drucker D gaben vier von fünf Kanälen klar wieder, während Form 3+ und Drucker C nur drei von fünf Kanälen erstellen konnten.

Optical prisms are essential components in many imaging systems. Compared to traditional lenses, prisms offer several advantages that improve image quality and system performance. In this article, we will explore the benefits of using optical prisms in imaging systems, the different types of prisms available, and how to select the right prism for a given application.

Vergleicht man die PSF des Form 4 (bei dem das Licht durch einen aus 50 µm großen Pixeln bestehenden LCD-Bildschirm projiziert wird) mit dem Form 3+ (bei dem das Licht von einem Laser mit einer Spotgröße von 80 µm stammt), so zeigt sich, dass der Form 4 konzentriertes, direktes Licht einsetzt, wobei die höchste Energiedichte in der Mitte des Pixels gebündelt ist.

Jede dieser Eigenschaften kann durch nahezu jeden Schlüsselaspekt des Systems, der Optik, der Materialien und des Druckprozesses und seiner Parameter erheblich beeinflusst werden. Es ist nicht möglich, einzelne Eingangsparameter direkt mit bestimmten Resultaten gleichzusetzen – außer als Grenzwert.

Absolute Abweichung der gemessenen Abmessungen vom Idealwert (mm): Länge (+0,77), Breite (-0,37), Breite erhabener Merkmale (-0,371), minimale Länge erhabener Merkmale (-0,052)

Oberflächenqualität, Merkmalsgröße und Genauigkeit werden von allen Komponenten des 3D-Druckers und des Druckprozesses beeinflusst. Einzelne Faktoren wie die Pixelgröße können theoretische Untergrenzen festlegen, die in realistischen Situationen aber nicht vorkommen. Zum Beispiel könnte eine Pixel- oder Laserspotgröße von 80 Mikrometern theoretisch die Mindestgröße zur Aushärtung einzelner positiver Merkmale (wie des Durchmessers eines zylindrischen Stifts) festlegen, doch die auf das Teil wirkenden Abzugskräfte wären zu stark und würden zu einem Fehldruck führen. Deshalb liegt der tatsächliche Mindestdurchmesser für solche Stifte bei etwa 500 Mikrometern.

Die Pixel- oder Laserspotgröße stellt beispielsweise eine Untergrenze für die Größe positiver Merkmale in der horizontalen Ebene dar (d. h. es kann kein positives Merkmal geben, das kleiner als die Pixel- oder Spotgröße ist). In der Regel liegt die minimale Strukturgröße jedoch weit über diesem Grenzwert (oft weit über 100 µm), was auf mehrere Faktoren zurückzuführen ist, wie z. B. die Abzugskräfte.

Chromatic aberration is a common optical problem that results in colour fringes around the edges of objects in an image. This is caused by the variation in the refractive index of the lens material with respect to wavelength, resulting in different focal lengths for different colours. One solution to this problem is to use a combination of lenses made of different materials with different dispersive properties, but this can result in a larger and more complex optical system.

Optical prisms can also improve contrast in an image by reducing stray light and unwanted reflections. Stray light is caused by the scattering of light within the optical system, which can reduce the contrast of the image. Optical prisms can be used to block this stray light by reflecting it away from the image sensor or detector.

In summary, optical prisms have numerous benefits over traditional lenses when used in imaging systems. They can reduce chromatic aberration, improve contrast, enable compact designs, and offer additional functionality that is not available with lenses alone. Additionally, prisms are available in a variety of shapes and sizes to suit different applications, and can be made from a range of materials, including glass, plastic, and crystal.

Die Auflösung von DLP-3D-Druckern verringert sich mit steigendem Fertigungsvolumen, da keine Projektoren mit signifikant höherer Pixelzahl verfügbar sind. Somit müssen Hersteller bei gleichbleibender Pixelzahl den Abstand von der Lichtquelle vergrößern, was zu einer verringerten Auflösung und Druckqualität führt.

Optical prisms can enable compact system designs by allowing light to be reflected or refracted within a smaller space. This can be especially useful in applications where space is limited or where a portable design is desired. For example, roof prisms are often used in compact binoculars or spotting scopes, where a longer optical path is needed but space is limited.

Imaging systems play a vital role in many scientific, medical, and industrial applications. These systems use lenses, mirrors, and prisms to capture and manipulate light, creating images that provide valuable information about the objects under observation. Among these optical components, prisms stand out as a versatile and essential tool for improving the performance of imaging systems.

Die Genauigkeit wird mit Messschiebern, einer Koordinatenmessmaschine (CMM), einem 3D-Scanner, Prüfstiften oder anderen Passungstests gemessen. Neben der Pixel- oder Laserspotgröße haben die Drucktemperatur, die mechanische Wiederholbarkeit und die optische Konsistenz maßgeblichen Einfluss auf die Genauigkeit.

Bei der Entwicklung der Light Processing Unit des Form 4 hat Formlabs die Wechselwirkung zwischen Pixelgröße, Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Komponenten sorgfältig abgewogen. Da die Pixelgröße des LCD-Bildschirms keinen spürbaren Einfluss auf die drei wichtigsten Charakteristika der Auflösung hat, bedeutet eine höhere Pixelgröße keinen Kompromiss – sondern eine Investition in Leistung und Geschwindigkeit.

Wie die Scans zeigen, führt eine geringere Pixel- oder Laserpunktgröße nicht zwangsläufig zu einer höheren Maßgenauigkeit. Die Dentalmodelle aus Druckern mit „größeren“ einzelnen Lichtpunkten sind nahezu vollkommen maßstabsgetreu: Das Zahnmodell aus dem Form 4 ist genauer als das auf Drucker C hergestellte, obwohl Drucker C eine kleinere Pixelgröße hat.

Porro prisms are a popular choice for binoculars and other optical instruments. They consist of two right-angled prisms that are placed together in a specific configuration to create a longer path of light. This results in a more compact design compared to traditional lenses.

Anhand des Drucks und der Analyse mehrerer Teile aus dem Form 4 (Desktop-MSLA, 50 µm Pixelgröße, 10" 4K-Bildschirm), Form 3+ (laserbasierte SLA mit 85 µm Laserspotgröße), Drucker C (Desktop-MSLA, 28 µm Pixelgröße, 9" 8K-Bildschirm) und Drucker D (Desktop-MSLA, 19 x 24 µm Pixelgröße, 9" 12K-Bildschirm) werden wir demonstrieren, dass die gängige Kennzahl der Auflösung keinen direkte Effekt auf das Druckergebnis hat.

Die Strukturgröße oder Merkmalsgröße als Leistungsmaßstab bezieht sich auf die minimale Merkmalsgröße oder die kleinste Struktur, die ein 3D-Drucker herstellen kann. Diese Strukturgröße ändert sich je nachdem, ob es sich etwa um eingravierte Merkmale, geprägte Merkmale, einen hervorstehenden Draht, ein vertieftes Loch oder einen Kanal handelt. Die Merkmale können durch eine einfache Pass/Fail-Prüfung oder mithilfe von Messschiebern, einem CMM oder einem 3D-Scanner gemessen werden.

Die Auflösung von LCD-Bildschirmen wird in der Regel anhand der Anzahl der Pixel auf ihrer Längsachse gemessen – eine Kennzahl, die den meisten von digitalen Bildschirmen in Telefonen, Fernsehern und Tablets vertraut ist. Dabei wird nicht nur die Pixelanzahl hervorgehoben, sondern auch die Größe der einzelnen Pixel – mit der Begründung: je kleiner die Pixel, desto höher die Auflösung.

Freitragende Wände waren für alle Drucker eine Herausforderung, mit unterschiedlichem Grad der Aufrichtung. Die freitragende Wand mit der größten Wandstärke wurde von jedem Drucker erfolgreich gedruckt, während der Form 4 auch die folgenden vier Wände relativ aufrecht erstellte. Sowohl bei Drucker C als auch bei Drucker D stürzten die ungestützten Wände bei Verringerung der Wandstärke vollkommen ein. Obwohl diese Drucker mit verschiedenen Bereichen des Testmodells Probleme hatten, korrelierten die Fehldrucke nicht mit der Größe der Pixel- oder Laserpunkte. Daraus lässt sich ableiten, dass die minimale Strukturgröße von mehreren Faktoren abhängt, darunter die Mechanismen des Druckprozesses und die Eigenschaften des Kunstharzes.

Dove prisms are triangular-shaped prisms that are used to invert and rotate an image. They are commonly used in optical systems where size and weight are important factors, such as in portable imaging systems or endoscopes.

Absolute Abweichung der gemessenen Abmessungen vom Idealwert (mm): Länge (0,38), Breite (0,30), Breite erhabener Merkmale (0,07), minimale Länge erhabener Merkmale (-0,05)

Laserbasierte SLA-3D-Drucker haben in der Regel eine sehr hohe Auflösung, da der Laser in der XY-Ebene präzise gesteuert werden kann und eine kleine Spotgröße hat. Diese Eigenschaften sind jedoch nur ein Faktor – die tatsächliche minimale Merkmalsgröße wird von mehreren weiteren Faktoren beeinflusst, sodass die Druckergebnisse mit professionellen MSLA-Druckern ohne Laser vergleichbar sind. Außerdem haben SLA-Drucker mit einem Laser als Lichtquelle oft längere Druckzeiten, weil der Querschnitt des Teils über die gesamte Schicht nachgezeichnet werden muss.

Obwohl die individuelle Pixelgröße beim Form 4 größer ist als bei einigen Konkurrenten, zeigen die Testergebnisse, dass der Drucker im Vergleich zu MSLA-3D-Druckern mit kleineren Pixelgrößen eine vergleichbare, wenn nicht sogar bessere Oberflächengüte, Maßgenauigkeit und minimale Strukturgröße erreicht. Indem unser Team das ideale Gleichgewicht erarbeitete, war es außerdem in der Lage, den Form 4 im Hinblick auf andere Kriterien zu optimieren, die für Kunden entscheidend sind – schnellere Druckzeiten, höhere Zuverlässigkeit und eine wesentlich längere Lebensdauer der Komponenten.

One such supplier is UQG Optics, a leading UK-based manufacturer of optical components, including prisms, lenses, mirrors, and filters. With over 70 years of experience in the industry, UQG Optics has a proven track record of providing high-quality, precision components for a wide range of applications, from scientific research to industrial automation.

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Die Auflösung hängt nicht nur von der Größe und Form des Lichts ab, das einen LCD-Bildschirm passiert oder von einem Laser oder Lichtprojektor ausgestrahlt wird. Sie ist auch von der PSF dieses Lichts, den Druckprozessen, der mechanischen Konsistenz und den optischen Eigenschaften des Kunstharzes abhängig. Die Auflösung sollte als nur ein Faktor betrachtet werden, wenn es um die erreichbare Oberflächengüte, Merkmalsgröße und Maßgenauigkeit geht. Diese Informationen und Perspektiven können bei der Entscheidung helfen, welcher Drucker am besten für Ihre spezifischen Bedürfnisse geeignet ist.

Um mehr über die nächste Generation des SLA-3D-Drucks zu erfahren, lernen Sie den Form 4 kennen. Sind Sie neugierig auf die Oberflächenqualität, die minimale Strukturgröße und die Maßgenauigkeit, die mit der LFD-Technologie des Form 4 möglich sind? Dann fordern Sie einen kostenlosen Probedruck an, der an Ihren Arbeitsplatz gesendet wird.

Kunstharz-3D-Drucker verfügen entweder über einen Laser (laserbasierte SLA), einen digitalen Lichtprojektor (DLP) oder eine Lichtverarbeitungseinheit (meist ein LCD-Bildschirm), die eine Lichtquelle wie etwa eine Reihe LEDs selektiv maskiert (MSLA).

Das Design des Druckers, einschließlich der Pixelgröße als eines von vielen Charakteristika, hat Auswirkungen auf drei wichtige Eigenschaften der Druckteile. Diese Eigenschaften – Oberflächenqualität, minimale Strukturgröße und Maßgenauigkeit – sind messbar und standardisiert, aber da sie durch eine komplexe Kombination von Prozessen und Komponenten beeinflusst werden, sind sie schwieriger zu erfassen. Eine etwas größere Pixelgröße wirkt sich weniger stark aus als die Qualität, die Konsistenz und die Uniformität des Lichts, welches das Pixel abdeckt oder durchlässt.

We offer a range of prism types, as well as custom prism designs tailored to your specific requirements. Contact us today to see how we can fulfill your requirements.

Maßgenauigkeit (wie gut das Teil also mit den Abmessungen der Originaldatei übereinstimmt) ist wichtig für die Wiederholbarkeit und die Nutzbarkeit des Teils. Wenn ein Drucker die Geometrie nicht umsetzen kann, funktionieren die Teile in der vorgesehenen Umgebung nicht. Bei bestimmten Anwendungen, wie z. B. bei zahnmedizinischen oder kieferorthopädischen Modellen, ist Maßgenauigkeit besonders wichtig, denn hier ist die perfekte Reproduktion der Scandatei und damit der Patientenanatomie für den Erfolg der Anwendung entscheidend.

Bei MSLA-3D-Druckern, die das Licht mithilfe von LCD-Bildschirmen maskieren, ist das tatsächliche, auf das Kunstharz projizierte Bild in der Regel deutlich größer und diffuser als das ursprüngliche Pixel. Dieser Effekt wird als Punktspreizfunktion (PSF) bezeichnet: die Art und Weise, wie ein ursprüngliches oder idealisiertes Bild durch den Projektionsprozess unscharf wird. Bei MSLA-Druckern ist also die Pixelgröße weniger entscheidend als die Leistungsverteilung und die Form des auf das Kunstharz treffenden Lichts.

Optical prisms work by refracting light, bending it at different angles depending on the shape and material of the prism. This property allows prisms to manipulate the path of light in ways that traditional lenses cannot. As a result, prisms offer several advantages over lenses when used in imaging systems.

Optical prisms offer a simpler solution to this problem by bending the light at an angle that is independent of the wavelength. This can be achieved using a prism made of a material with a high refractive index, such as glass or plastic. By using an appropriate prism, chromatic aberration can be reduced or eliminated, leading to higher quality images.

Die Oberflächenbeschaffenheit ist mit bloßem Auge praktisch nicht zu unterscheiden. Gekrümmte Oberflächen erscheinen glatt, Kanten sind scharf, und sowohl positive als auch negative oder eingravierte Merkmale sind klar umrissen. Der geprägte Text ist detailliert, gut lesbar und gleichmäßig auf der Oberfläche erhaben.

Posted by Kelvin Biggs, Managing Director  | 3rd May 2023  | Optical Products

There are various types of optical prisms available, each with its unique features and benefits. The following are the most commonly used prisms in imaging systems.

Beim DLP-3D-Druck wird die XY-Auflösung von der Pixelgröße bestimmt, dem kleinsten Merkmal, das der Projektor in einer einzelnen Schicht reproduzieren kann. Dies hängt von der Auflösung des Projektors – Full-HD (1080p) ist die häufigste – sowie vom Abstand zum optischen Fenster ab. Darum haben die meisten DLP-3D-Drucker im Desktop-Format eine feste XY-Auflösung, die im Allgemeinen zwischen 35 und 100 Mikrometern liegt.

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Absolute Abweichung der gemessenen Abmessungen vom Idealwert (mm): Länge (0,72), Breite (0,22), Breite erhabener Merkmale (0,12), minimale Länge erhabener Merkmale (0,06)

Vergleicht man die Punktspreizfunktion (PSF) des Form 4 mit der des Form 3, so lässt sich feststellen, dass beide Drucker ein hochkonzentriertes Licht erzeugen, das sich in der Mitte des Pixels oder des Laserspots bündelt – was sich direkt auf die Auflösung auswirkt.

Absolute Abweichung der gemessenen Abmessungen vom Idealwert (mm): Länge (0,44), Breite (0,42), Breite erhabener Merkmale (0,16), minimale Länge erhabener Merkmale (0,09)

Die Auflösung ist beim 3D-Druck ein Thema, das viel diskutiert, aber häufig missverstanden wird. Die Vielfalt der 3D-Drucktechnologien und die wachsende Zahl der Hersteller haben die Angelegenheit noch komplizierter gemacht. Durch die Einführung der maskierten Stereolithographie (MSLA), bei der das Licht mit einem LCD-Bildschirm selektiv maskiert wird, um nur die vorgesehenen Bereiche des flüssigen Kunstharzes zu belichten, erhält die Debatte rund um die Auflösung eine neue Ebene. MSLA-3D-Drucker erfreuen sich großer Beliebtheit, denn sie sind in der Lage, hochwertige Teile in kürzester Zeit zu drucken.

When selecting an optical prism for a given application, it is important to consider the specific requirements of the system, such as the desired image quality, the size and weight constraints, and the environmental conditions in which the system will operate. It is also important to select a reputable supplier that can provide high-quality, precision prisms that meet your specifications.