[工艺] 数字光处理技术(Digital Light Processing, DLP)成型原理介绍

深山闲士 2023-9-12 690

最初,数字光处理技术(Digital Light Processing, DLP)并非是给光固化3D打印机用的,早1987年,德州仪器(TI)的拉里·霍恩贝克(Larry Hornbeck)就创建了DLP(Digital Light Processing)技术。DLP用于投影器,配置数码微镜设备,每个镜子代表图像中要显示的像素。不少装置都使用DL​​P技术,包括投影器、电影投影器、手提电话和3D打印机。直到1996年,第一台基于DLP技术的光固化3D打印机才正式问世,该技术使用数字式投影技术(DLP),使得每层的光线比传统的光束更精细,打印精度更高。

 

[工艺] 数字光处理技术(Digital Light Processing, DLP)成型原理介绍

 

成型原理:
DLP(Digital Light Processing)是3D打印成型技术的一种,被称为数字光处理快速成型技术,又称FTI(Film Transfer Imaging)。基本原理是用数字光源以面光的形式在液态光敏树脂表面进行层层投影,层层固化成型。DLP技术跟SLA有很多相似之处,其工作原理也是利用液态光敏聚合物在光照下固化的特征。DLP技术使用一种较高分辨率的数字光处理器(DLP)来固化液态聚合物,逐层对液态聚合物进行固化,如此循环往复,直到最终模型完成。DLP成型技术一般采用光敏树脂作为打印材料。

 

[工艺] 数字光处理技术(Digital Light Processing, DLP)成型原理介绍

 

DLP 3D打印技术的优势在于其高速和高精度。由于DLP投射的是整层图像,不需要逐点扫描,因此可以大大提高打印速度。而且,DLP打印机使用的是微型反射镜,分辨率较高,能够打印出更精细的细节和复杂的几何形状。

 

DLP技术是如何工作的?
在 DLP 系统内部,有几个重要组件,包括:一个树脂托盘(可拆卸)、构建平台、投影仪和一个 Z 型龙门架。
* 投影仪将特定形状的紫外线 (UV) 光向上投射,位于装有紫外线敏感液态树脂的托盘下方。光线穿过树脂托盘内置的透明屏幕,让光线与树脂接触,固化特定形状的打印层。
* 该层在构建平台上固化,在 Z 轴上倒置。构建平台半浸没在树脂中,因此平台和树脂托盘之间的距离是一个打印层(10 到 25 微米,具体取决于机器)。
* 一旦该打印层的材料固化,机器的 Z 轴就会向上移动,将打印层从覆盖在托盘上的透明薄膜上剥离,然后重新开始上述步骤,直到零件完成。

 

所以整个打印过程具有绝对的制造优势,会产生特别快的打印速度,无需挤出细丝或进行粉末铺料。

 

[工艺] 数字光处理技术(Digital Light Processing, DLP)成型原理介绍

 

DLP工艺的技术特点
对比于其他3D打印工艺的设备,由于DLP 3D打印设备投影像素块能够做到50μm左右的尺寸,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20~30μm,面投影的特点也使其在加工时更为高效。设备的投影结构多为集成化,使得层面固化成型功能模块更为小巧,因此设备整体尺寸更为小巧。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。

 

DLP 3D打印技术在许多领域中有着广泛的应用。例如,在工业制造方面,它可以制作高精度的原型、模具和零件,加速产品研发和生产周期。在医学领域,DLP技术可以应用于牙科、骨科等领域,制作个性化的义肢、种植体和牙冠。在艺术和文化保护领域,DLP 3D打印技术也有独特的价值,能够实现复制和修复文物艺术品。

 

总之,DLP 3D打印技术以其高速、高精度和广泛的应用前景,成为了当前3D打印领域中的一把”利剑”。正如我们了解到的,DLP 3D打印技术的原理是基于光固化树脂的特性,通过投射整层图像使树脂固化形成所需形状。相比传统技术,DLP 3D打印技术具有更高效的打印速度和更精细的打印效果,将在不同领域带来巨大的变革。未来,随着科技进步的推动,DLP 3D打印技术更将不断创新和发展,为我们带来更多惊喜和可能性。

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深山闲士

2023年9月12日 22:36:17

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