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DLP3D打印技术及其应用详解

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来源: 作者: 2018-10-25 11:15:55

DLP 3D打印技术及其应用详解

导读:

相比市面上的其他3D打印设备,由于其投影像素块能够做到50μm左右的尺寸,DLP设备能够打印细节精度要求更高的产品。

一、DLP技术介绍及打印成型原理  数字光处理(Digital Light Processing,缩写:DLP)技术最早是由德州仪器开发,主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体,从而创建出3D打印对象。由于其具备紫外光投影快速得应用到3D打印领域,成为又一种新的快速成型技术。  DLP设备中包含一个可以容纳树脂的液槽,用于盛放可被特定波长的紫外光照射后固化的树脂,DLP成像系统置于液槽下方,其成像面正好位于液槽底部,通过能量及图形控制,每次可固化一定厚度及形状的薄层树脂(该层树脂与前面切分所得的截面外形完全相同)。液槽上方设置一个提拉机构,每次截面曝光完成后向上提拉一定高度(该高度与分层厚度一致),使得当前固化完成的固态树脂与液槽底面分离并粘接在提拉板或上一次成型的树脂层上,这样,通过逐层曝光并提升来生成三维实体。图1 DLP技术设备成型原理示意图  二、详细技术特点介绍  1、DLP技术的特点与优势  相比市面上的其他3D打印设备,由于其投影像素块能够做到50m左右的尺寸,DLP设备能够打印细节精度要求更高的产品,从而确保其加工尺寸精度可以达到20~30m,面投影的特点也使其在加工同面积截面时更为高效。设备的投影机构多为集成化,使得层面固化成型功能模块更为小巧,因此设备整理尺寸更为小巧。其成型的特点主要体现在以下几点:(1)固化速率高(在405nm光效率高);(2)低成本;(3)高分辨率;(4)高可靠性。  该技术应用于3D打印中具备诸多优势:(1)高速的空间光调制器,显示速率高达32 kHz;(2)光效率高,微镜反射率达88%以上;(3)窗口透射率大于97%;(4)支持波长范围在365nm至2500nm之间;(4)微镜的光学效率不受温度影响。  2、市场需求  市场对于3D打印的需求主要体现在高精度、高表面质量,以及产品的适应性、加工效率、加工成本等等,目前工业级别的3D打印设备由于材料成型原理的限制,存在成型件表面质量不足、尺寸精度受限等不足。  通过DLP-3D打印技术的需求,可以满足市场上对于零件表面质量更高的需求,针对DLP市场具备对应的需求为:(1)高分辨率;(2)针对405nm波长性能;(3)控制成本。图2 DLP技术优秀的局部细节显示  3、基于DLP技术的3D打印SWOT分析  DLP技术应用于3D打印中在近几年得到快速发展,表集合了其成型特色进行了SWOT分析,使得人们对DLP-3D打印技术能有更多的认识,并结合需求充分利用该技术并推进其发展、进步。表1 DLP技术的SWOT分析  三、相关设备介绍  大族激光光源事业部自主研发制造的睿逸DLP800系列快速成型机采用DLP数字影像投影技术,利用集合DMD光阵列发光原理实现液面的快速固化成型,机型如图3所示。图3 睿逸DLP800系列3D打印机  睿逸DLP800系列3D打印机具有许多突出的优点:  (1)面曝光成型方式,速度快,效率高。它利用投射原理成型,在设备有效加工尺寸内无论工件周界大小都不会改变成型速度,与其他种类快速成型机相比,这种面成型的机型所需工作时间最短,特别是批量生产时,其效率更加明显。  (2)模型精度高,表面光洁度好。X/Y解象度达35um,最小分层厚度为25um。  (3)性能可靠,DLP光机中没有其他运动组件,整个系统也没有喷射部分,避免了其他类型3D打印设备常出现的喷头堵塞或激光扫描系统损坏的问题,减少了维护成本,并节省了大量的时间。  (4)通过选用不同材料可制作不同类型及功能用途的3D模型,在工业级制造环节用途广泛。  (5)机身小巧,环境配备要求低,配套设备少,能满足一般办公室环境使用;  (6)简易化支撑设计界面,可以使用Magics及设备自带软件的快速构建支撑。图4 简易支撑设计界面图5 操作界面

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