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DLP 3D打印技术及其应用详解

发布时间:2019-09-24 14:37:13点击次数: 来源: 类别:新闻资讯
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。

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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50μm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20~30μm,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;(5)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。

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     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。

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 三、相关设备介绍

  东莞科达三维技术有限公司自主研发制造的TOYES 4K系列快速成型机采用DLP 4K数字影像投影技术。

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        TOYES  4K系列3D打印机具有许多突出的优点: 
         (1)
4K采用专业级超高分辨率投影光学引擎,分辨率为4K (3840x2160)。
       (2)光照均匀度高,保证了成型面内每个位置的稳定成型。
       (3)采用高稳定性LED UV光源,寿命可达2万小时以上,保证打印过程的可靠成型,可打印多个或大尺寸模型。
       (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)一体式机身,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。
      采用数字掩膜技术,保证每台光学引擎的光照均匀性。采用边界渐变优化算法,消除XY方向的像素纹和Z方向的台阶纹。采用FEP离型膜和特殊离型工艺,让离型更轻便顺滑。能量修正让使用更稳定可靠。全新技术升级,带来革命性体验!
 
 
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四、DLP 3D打印技术细节分解

  1、设备构架

  DLP设备的结构主要由投影部分、液槽成型部分、Z向移动部分及整体框架构成。投影部分作为成型系统中最重要的环节,设备构架搭建主要是围绕其进行,目前大多采用现有一体化的投影硬件。

  成型液槽则需要充分考虑紫光的穿透性及接合面的分离效果,Z向移动部分较为简单,采用带驱动器电机即可实现功能,系统的上位机软件要求能够进行模型的指定切片成图处理,下位机软件则能够简易化实现片切的成型,故DLP设备架构如图所示。 
 
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2、成型材料

  305S树脂材料具有更高的强度和硬度,同时也具有非常清晰细腻的表面;所见即所得,可将设计师的灵感顷刻间转换为可看得见的实物,为设计修改定稿作参考,也可用做硅胶铍铜钢模的原型。捕捉复杂的细节,不用担心特征太小不能打印,是动漫玩具公仔和高精产品的理想之选,是仿真人物和游戏角色的高度还原,能创造出独特的具有挑战性的模型。机器打印出来的模型表面光滑细腻,无需二次加工打磨,仅需最小限度的润色即可达到完美效果。

 

 

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五、市场分析及发展趋势

  DLP3D打印技术作为诸多3D打印路线中的一种,具备不受复杂三维结构限制及个性化定制的优势,因而继承了并拓展了其余3D打印技术在加工、生产上的应用。

玩具、电影及动画产业须具有表面抛光良好且非常细腻的模型,而该模型可作为视觉模拟,拍摄照片、电影和制模的主要模式,也可作为外观验证,为批量生产提供准备,也可作为小批量生产的打样样品。高精度的DLP打印机可以实现镂空超复杂结构成型,可以使设计师们在有限的空间里完成无限的遐想。为您提供高效、便捷、易用的设计验证方案。
 

创意的本质在于对现有事物的重新诠释与突破,设计师将无限的想象空间赋予创意独有的个性化内涵,而在3D打印技术出现之前,真正转化为创意实物作品受限于创作成本,更多的创意只是局限于图纸或设计师的脑海中。3D打印技术理论上的技术特性,将设计师的一切创意打印成现实成为一种可能。

 

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