DLP光固化3D打印技術原理及市場發(fā)展

導讀：在眾多的增材制造 (AM) 技術中,，數(shù)字光處理 (DLP)技術因其高精度等優(yōu)點在市場上占有一席之地，與FDM(熔融沉積制造)和DIW(墨水直寫)技術不同,，DLP往往是將打印的物件從料池中“拉”出來,，那么到底什么是DLP技術？目前DLP市場出現(xiàn)的問題有什么,？

DLP打印技術是如何工作的,？

在 DLP 系統(tǒng)內(nèi)部，有幾個重要組件,，包括：一個樹脂托盤（可拆卸）,、構建平臺、投影儀和一個 Z 型龍門架,。

●投影儀將特定形狀的紫外線 (UV) 光向上投射,，位于裝有紫外線敏感液態(tài)樹脂的托盤下方。光線穿過樹脂托盤內(nèi)置的透明屏幕,，讓光線與樹脂接觸,，固化特定形狀的打印層。

●該層在構建平臺上固化,，在 Z 軸上倒置,。構建平臺半浸沒在樹脂中，因此平臺和樹脂托盤之間的距離是一個打印層（10 到 25 微米,，具體取決于機器）,。

●一旦該打印層的材料固化，機器的 Z 軸就會向上移動,，將打印層從覆蓋在托盤上的透明薄膜上剝離,，然后重新開始上述步驟,，直到零件完成。

所以整個打印過程具有絕對的制造優(yōu)勢,，會產(chǎn)生特別快的打印速度,，無需擠出細絲或進行粉末鋪料。

精度堪比注塑
DLP的精度很高,，可以在兩微米左右,。使用精細的層厚度，也能獲得z向的高精度精度,，實現(xiàn)細節(jié)結構的制造,。

△使用 Carima 的連續(xù) DLP 技術進行 3D 打印的鼻拭子

由于層厚很小，所以打印出來的零件很難看到打印層線,，除非在放大鏡下觀察,，該技術在表面質(zhì)量方面可以與注塑成型相媲美。行業(yè)中有各種聚合物技術產(chǎn)品,，DLP 能夠生產(chǎn)及其微小的結構,，除非需要更嚴格的公差，否則不需要后加工操作,。

材料
DLP的材料開發(fā)和創(chuàng)新方面也十分令人驚嘆。在過去五年中,，更強,、更穩(wěn)健的光敏聚合物進入市場。從透明,、生物和橡膠到高溫和剛性材料,，可謂是應有盡有。

△這款自行車頭盔是在 ETEC Xtreme 8K 上用 Loctite 3D IND405™ Black 3D 打印的,，夾子是用 Loctite 3D 3843 打印的,。這兩種由漢高開發(fā)和生產(chǎn)的光敏樹脂現(xiàn)在已經(jīng)在世界上最大的 ETEC Xtreme 8K 上通過了認證。

樂泰,、3D Systems,、Adaptive 3D（桌面金屬）和其他著名的光聚合物開發(fā)公司持續(xù)不斷的開發(fā)樹脂材料。然而,，一些材料公司并不完全了解打印機的結構,，這可能會給消費者及其零部件帶來問題。隨著對混合材料的需求增加,，打印機制造商應該繼續(xù)與材料開發(fā)商合作,，以實現(xiàn)尚未發(fā)現(xiàn)的應用。

△科思創(chuàng)的新型 Somos® PerForm HW 樹脂可使用 DLP 和 LCD 3D 打印實現(xiàn)高效的小批量生產(chǎn),。

3D 打印機 OEM 的工程團隊將自己研發(fā)的材料與第3方材料公司進行了對比,，發(fā)現(xiàn)了一些局限性,。對于用戶來說，在調(diào)整非 OEM 原生材料時,，3D 打印機制造商和材料開發(fā)商面臨的其實是一項艱巨的任務,。可以從購買打印機的原始設備制造商和合作伙伴那里選擇材料,。

因此,，就 OEM 和材料開發(fā)商公司之間的合作而言，一個需要改進的領域是讓最終客戶的操作使用更加便捷,，比如提供可供打印機調(diào)整/預編程的材料在這種情況下,，OEM 成為一站式商店，用戶體驗也會極大的提升,。在一款樹脂材料上市前,，原始設備制造商和材料開發(fā)公司的合作非常重要。那么,，在 DLP 打印機中使用第 3 方材料是否可行,？當然可以！但如果您沒有設備或材料科學方面的經(jīng)驗,，可能會帶來挑戰(zhàn),。

設備制造商

國外代表性的DLP設備制造商包括：3D Systems、Desktop Metal 子公司Adaptive3D和Envision TEC等,。

國內(nèi)代表性的DLP設備制造商包括：迅實科技,、聯(lián)泰科技、先臨三維,、閃鑄科技,、錸賽科技RAYSHAPE、縱維立方等,。

△英國Qlab牙科實驗室使用RAYSHAPE 3D打印機

DLP打印晶格結構
3D 打印晶格結構是一個很好的應用,，但需要更多的開發(fā)和關注。

首先,，有必要了解打印層如何從光機和樹脂之間的透明膜上剝離,，已經(jīng)固化或者打印的部件將在層剝離過程中拉伸。由于打印過程的性質(zhì),，這種現(xiàn)象會使零件發(fā)生故障并降低零件質(zhì)量,。

△使用 Desktop Metal 獨特的 FreeFoam 技術 3D 打印和處理的類泡沫材料

需要應用增材制造 設計確定晶格結構在給定項目中的可行性。提供生產(chǎn)晶格結構能力的 OEM 和拓撲軟件公司正在更好地理解這種打印過程的動態(tài)過程,，研究這方面的工藝過程,，對零件設計給出指導。

增材制造行業(yè)的許多人都看到了最近將類泡沫材料。由于剝離過程中會發(fā)生拉伸,，直接使用 DLP 3D 打印泡沫狀材料幾乎是不可能的,。在實施二次處理過程之前以剛性狀態(tài)打印泡沫材料，如Desktop Metal 的 FreeFoam,。

結論
●針對制造商：當涉及到材料保質(zhì)期和證明第3方材料可行的過程時,，公司需要更準確地傳達信息。因為買家已經(jīng)知道沒有什么是 100% 完美的,。因此,，如果確實沒有合適的解決方案，您需要誠實的告知客戶,！

● 針對DLP技術本身：DLP技術的優(yōu)勢就是能夠生產(chǎn)表面光潔度接近注塑成型的實體零件,，這個優(yōu)勢使DLP技術能夠在市場上保持一定的競爭力。DLP 通過模塊化系統(tǒng)還能提供獨特的可擴展性因素,，封閉式打印機還適合在辦公室使用,。

隨著近年來 3D 打印的發(fā)展，DLP 能否最終超越注塑成型速度,？讓我們拭目以待,！