4 DLP 技術優勢及不足
DLP 型3D 打印機與掃描式技術3D 打印機相比,具有幾個獨特的優勢:
1) 單層固化速度快. 通過單層圖像的投影曝光實現樹脂的固化并完成打印,不需要掃描過程,單層打印時間與分層圖像復雜程度無關,僅與樹脂所需曝光時間有關,將打印過程進一步簡化.
2) 打印精度高于一般技術. DMD 芯片微鏡尺寸較小,集成度高,經過投影成像系統后,單個鏡片光斑尺寸可以控制在100 μm 以下,實現高精度打印.
3) 系統結構簡單,穩定性好,對外界環境要求相對低. DLP 型3D 打印機使用的DMD 芯片作為核心器件,系統內沒有復雜運動結構,各部分相對獨
立,方便維護,光機系統在工作時處于靜止狀態,不會受到其他干擾,可以提供穩定的打印精度.
4) 易于實現. 3D 打印機內使用的DLP 投影系統與用于顯示的DLP 投影系統在結構上是基本一致的,主要區別在使用的光源不同. 用于3D 打印的DLP 投影系統光源多為紫外光,而普通顯示系統多為白光LED 或三色LED. 若選用固化峰值在可見光波段的光敏樹脂,可以使用普通DLP 投影機作為3D 打印系統的核心,而且文檔中指出普通DLP 投影系統對藍紫光的損耗相對較低,依然可以選擇藍紫光波長的光敏樹脂材料,配合運動系統實現一臺初級的DLP 型打印機.以DLP 技術為基礎的3D 打印技術正處于快速發展階段,目前由于DLP 型3D 打印機的投影圖像分辨率高,所以成型精度普遍高于傳統激光掃描型打印機,而且單層固化時間短,制作時間短,在制作小尺寸精細工件時,具有強大優勢.
DLP 技術同樣具有不足之處:
1) 由于DMD 鏡片偏轉誤差會使光斑尺寸發生變化,隨著放大倍數的增大,有效光斑尺寸在總光斑尺寸中比例逐漸減小并最終會減小至0,限制了光學系統放大倍數. 又因為DMD 芯片尺寸較小,使得DLP 型3D 打印機無法形成較大的投影幅面,很難完成大幅面的打印成型工作.
2) DLP 型3D 打印技術要求原材料為光敏樹脂,材料種類較少而且性能難以取代現有工程塑料,在應用方面受限. 而且光敏樹脂類材料中只有一部分能用于3D 打印,材料價格較為昂貴.
3) DLP 型的3D 打印機雖然對環境要求不高,但仍要有一些基本的要求. 首先,空氣濕度必須在適宜范圍內. 暴露在潮濕空氣中的樹脂會吸收水分而被稀釋,改變原材料中各成分的比例,導致成型失敗. 其次,要求周圍環境中不存在紫外光源. 一方面,外界環境中的紫外光會逐漸讓樹脂固化,造成材料浪費. 另一方面,設備中的紫外光存在溢出的可能性,雖然較弱但在長時間照射下仍會對人體產生傷害,若疏于防范也會危害人員健康.
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