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DLP 3D打印技術(shù)及其應(yīng)用詳解

發(fā)布時間:2019-09-24 14:37:13點擊次數(shù): 來源: 類別:新聞資訊
一、DLP技術(shù)介紹及打印成型原理

  數(shù)字光處理(Digital Light Processing,縮寫:DLP)技術(shù)較早是由德州儀器開發(fā),主要是通過投影儀來逐層固化光敏聚合物液體,從而創(chuàng)建出3DD打印對象。由于其具備紫外光投影快速得應(yīng)用到3D打印領(lǐng)域,成為又一種新的快速成型技術(shù)。

  DLP設(shè)備中包含一個可以容納樹脂的液槽,用于盛放可被特定波長的紫外光照射后固化的樹脂,DLP成像系統(tǒng)置于液槽下方,其成像面正好位于液槽底部,通過能量及圖形控制,每次可固化一定厚度及形狀的薄層樹脂(該層樹脂與前面切分所得的截面外形完全相同)。液槽上方設(shè)置一個提拉機構(gòu),每次截面曝光完成后向上提拉一定高度(該高度與分層厚度一致),使得當(dāng)前固化完成的固態(tài)樹脂與液槽底面分離并粘接在提拉板或上一次成型的樹脂層上,這樣,通過逐層曝光并提升來生成三維實體。

二、詳細技術(shù)特點介紹

  1、DLP技術(shù)的特點與優(yōu)勢

  相比市面上的其他3D打印設(shè)備,由于其投影像素塊能夠做到50μm左右的尺寸,DLP設(shè)備能夠打印細節(jié)精度要求更高的產(chǎn)品,從而確保其加工尺寸精度可以達到20~30μm,面投影的特點也使其在加工同面積截面時更為高效。設(shè)備的投影機構(gòu)多為集成化,使得層面固化成型功能模塊更為小巧,因此設(shè)備整理尺寸更為小巧。其成型的特點主要體現(xiàn)在以下幾點:(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。

  該技術(shù)應(yīng)用于3D打印中具備諸多優(yōu)勢:(1)高速的空間光調(diào)制器,顯示速率高達32 kHz;(2)光效率高,微鏡反射率達88%以上;(3)窗口透射率大于97%;(4)支持波長范圍在365nm至2500nm之間;(5)微鏡的光學(xué)效率不受溫度影響。 

       2、市場需求

  市場對于3D打印的需求主要體現(xiàn)在高精度、高表面質(zhì)量,以及產(chǎn)品的適應(yīng)性、加工效率、加工成本等等,目前工業(yè)級別的3D打印設(shè)備由于材料成型原理的限制,存在成型件表面質(zhì)量不足、尺寸精度受限等不足。

  通過DLP-3D打印技術(shù)的需求,可以滿足市場上對于零件表面質(zhì)量更高的需求,針對DLP市場具備對應(yīng)的需求為:(1)高分辨率;(2)針對405nm波長性能;(3)控制成本。

 

 

     3、基于DLP技術(shù)的3D打印SWOT分析

  DLP技術(shù)應(yīng)用于3D打印中在近幾年得到快速發(fā)展,表集合了其成型特色進行了SWOT分析,使得人們對DLP-3D打印技術(shù)能有更多的認識,并結(jié)合需求充分利用該技術(shù)并推進其發(fā)展、進步。

 
 
 三、相關(guān)設(shè)備介紹

  東莞科達三維技術(shù)有限公司自主研發(fā)制造的TOYES 4K系列快速成型機采用DLP 4K數(shù)字影像投影技術(shù)。



        TOYES  4K系列3D打印機具有許多突出的優(yōu)點: 
         (1)
4K采用專業(yè)級超高分辨率投影光學(xué)引擎,分辨率為4K (3840x2160)。
       (2)光照均勻度高,保證了成型面內(nèi)每個位置的穩(wěn)定成型。
       (3)采用高穩(wěn)定性LED UV光源,壽命可達2萬小時以上,保證打印過程的可靠成型,可打印多個或大尺寸模型。
       (4)
通過選用不同材料可制作不同類型及功能用途的3D模型,在工業(yè)級制造環(huán)節(jié)用途廣泛。
       (5)一體式機身,環(huán)境配備要求低,配套設(shè)備少,能滿足一般辦公室環(huán)境使用;
       (6)簡易化支撐設(shè)計界面,可以使用Magics及設(shè)備自帶軟件的快速構(gòu)建支撐。
      采用數(shù)字掩膜技術(shù),保證每臺光學(xué)引擎的光照均勻性。采用邊界漸變優(yōu)化算法,消除XY方向的像素紋和Z方向的臺階紋。采用FEP離型膜和特殊離型工藝,讓離型更輕便順滑。能量修正讓使用更穩(wěn)定可靠。全新技術(shù)升級,帶來革命性體驗!
 
 
 

四、DLP 3d打印技術(shù)細節(jié)分解

  1、設(shè)備構(gòu)架

  DLP設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要由投影部分、液槽成型部分、Z向移動部分及整體框架構(gòu)成。投影部分作為成型系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié),設(shè)備構(gòu)架搭建主要是圍繞其進行,目前大多采用現(xiàn)有一體化的投影硬件。

  成型液槽則需要充分考慮紫光的穿透性及接合面的分離效果,Z向移動部分較為簡單,采用帶驅(qū)動器電機即可實現(xiàn)功能,系統(tǒng)的上位機軟件要求能夠進行模型的指定切片成圖處理,下位機軟件則能夠簡易化實現(xiàn)片切的成型,故DLP設(shè)備架構(gòu)如圖所示。 
 
 
 

2、成型材料

  305S樹脂材料具有更高的強度和硬度,同時也具有非常清晰細膩的表面;所見即所得,可將設(shè)計師的靈感頃刻間轉(zhuǎn)換為可看得見的實物,為設(shè)計修改定稿作參考,也可用做硅膠鈹銅鋼模的原型。捕捉復(fù)雜的細節(jié),不用擔(dān)心特征太小不能打印,是動漫玩具公仔和高精產(chǎn)品的理想之選,是仿真人物和游戲角色的高度還原,能創(chuàng)造出獨特的具有挑戰(zhàn)性的模型。機器打印出來的模型表面光滑細膩,無需二次加工打磨,僅需最小限度的潤色即可達到完美效果。

 

 


五、市場分析及發(fā)展趨勢

  DLP3D打印技術(shù)作為諸多3D打印路線中的一種,具備不受復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)限制及個性化定制的優(yōu)勢,因而繼承了并拓展了其余3D打印技術(shù)在加工、生產(chǎn)上的應(yīng)用。

玩具、電影及動畫產(chǎn)業(yè)須具有表面拋光良好且非常細膩的模型,而該模型可作為視覺模擬,拍攝照片、電影和制模的主要模式,也可作為外觀驗證,為批量生產(chǎn)提供準備,也可作為小批量生產(chǎn)的打樣樣品。高精度的DLP打印機可以實現(xiàn)鏤空超復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型,可以使設(shè)計師們在有限的空間里完成無限的遐想。為您提供高效、便捷、易用的設(shè)計驗證方案。
 

創(chuàng)意的本質(zhì)在于對現(xiàn)有事物的重新詮釋與突破,設(shè)計師將無限的想象空間賦予創(chuàng)意獨有的個性化內(nèi)涵,而在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之前,真正轉(zhuǎn)化為創(chuàng)意實物作品受限于創(chuàng)作成本,更多的創(chuàng)意只是局限于圖紙或設(shè)計師的腦海中。3D打印技術(shù)理論上的技術(shù)特性,將設(shè)計師的一切創(chuàng)意打印成現(xiàn)實成為一種可能。

 

 

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