究竟甚麼是DLP 3D打印技術呢?

究竟甚麼是DLP 3D打印技術呢?

之前介紹過甚麼是FDM 3D打印及SLA 3D打印技術,今次再介紹另外一種3D打印技術 – DLP 3D打印。

本文章內容目錄:

  • DLP 3D打印技術的歷史
  • DLP 3D打印技術原理
  • DLP 3D打印技術的特徵
    • 速度
    • 精準度
  • DLP 3D打印零件的強度如何?
  • 利用DLP 3D打印技術製造的產品
    • 珠寶業
    • 牙科行業
    • ​醫療保健行業

DLP 3D打印技術的歷史

在1981年,名古屋市工業研究所的小田秀夫(Hideo Kodama)發明了利用光固化聚合物3D打印出實體模型。在1987年,德州儀器(TI)的拉里·霍恩貝克(Larry Hornbeck)創建了DLP(Digital Light Processing)技術。DLP用於投影器,配置數碼微鏡設備,每個鏡子代表圖像中要顯示的像素。不少裝置都使用DL​​P技術,包括投影器、電影投影器、手提電話和3D打印機。

DLP 3D打印技術原理

Image source: 3dprint.com

DLP打印技術(Digital Light Processing 3D Printing),又稱FTI(Film Transfer Imaging)。DLP 3D打印技術和SLA 3D打印技術十分相似,利用液態光敏樹脂(Resin)作爲打印材料,以逐層逐層打印的方式把物品打印成型,打印時也可能需要加支撐,而整體的仔細度(精準度)是極高!DLP 3D打印技術的特別之處,是透過投影機投影的方法將液態光敏樹脂光固化,打印製成品。

首先,3D模型會被3D打印軟件橫向地切成一層層,然後投影機projector把第一層模型的形狀圖案投射到液態光敏樹脂上,然後進行光固化及成型。第一層完成後,便會將物件稍微升高,然後投射下一層模型的形狀圖案到光敏樹脂上,層疊式地打印出模型。

為了讓大家了解得更清楚具體,我們就看看以下DLP 3D打印的短片吧!

DLP 3D打印技術和SLA 3D打印技術都是用液態光敏樹脂(Resin)作爲打印物料,打印成本比較貴,但是打印精細度極高,十分適合模型製作,珠寶Prototype等仔細節度高的產品,又或者作翻模使用。

DLP 3D打印技術的特徵

速度

與SLA相比,DLP 3D打印機數碼投影器可一次過固化整層圖像,所以可以使各層快速固化,而SLA打印機中的激光必須「逐點」固化單層。 因此,DLP只需用圖層圖像的單次照射就能進行固化,所以打印速度更快。

精準度

DLP 3D打印機中用作光源的數碼投影器是由像素組成。因此,在DLP 3D打印機上打印的零件層由許多稱為「體素」的「3D像素」組成。體素就是一起構成零件層的微小磚塊,體積十分微細,意味著幾乎不可能看到它們。

試想像3D像素為樂高積木,樂高積木形成的模型曲面,不會100%光滑,但是DLP仍然會產生非常漂亮和仔細零件。當然機器的精細度取決於投影機,而現時的投影器已經從1080p提升到2k,再由4k提升到了8k了!最新的DLP 3D打印機的精細度亦能低於50um。

與SLA相比,DLP的局限是要打印大型而仔細的零件。因為圖像的大小決定了分辨率。隨著圖層圖像尺寸的增加,分辨率也會降低,即代表打印很大比例的模型時,模型的仔細部分可能會受影響。

Image source: Pinterest

DLP 3D打印零件的強度如何?

光敏樹脂,在DLP 3D打印件的強度可以很大。傳統上,DLP和SLA通常不用於製造有負載的零件,而更多使用於考慮美學和尺寸精度的零件,是製作視覺原型的理想選擇。最近,該領域有了重大發展,零件的強度取決於所選擇的特定聚合物,現時某些DLP樹脂的強度都大過或等於傳統的注塑零件。

利用DLP 3D打印技術製造的產品

出色的精度和快速的打印速度使DLP 3D打印技術在零件製造方面,成為相當理想的選擇。現時,DLP最常見的應用範疇包括牙科、醫療和珠寶行業。

珠寶業

Image source: Flashforge 3D Printer

珠寶行業要求產品擁有極高的精度和細節,這使得DLP 3D打印機能成為幫助生產的理想工具。DLP 3D打印機通常用於通過熔模鑄造製造出的工藝,生產非常精細的珠寶,而DLP 3D打印有時甚至可以生產一些一般技術不能製作出來的細節。

​牙科行業

Image source: Reddit

牙科行業的重點在於精度,牙醫每天都要處理微小而複雜部分,為確保每個患者都滿意。DLP 3D打印機通常用於製作患者口腔模型,方便牙醫分析和研究,而這些口型模型的打印時間一般只需幾個小時,不用幾天。

醫療保健行業

醫療行業是其中最早採用DLP技術之一。DLP 3D打印在醫療行業中有數百種不同的應用,最令人印象深刻的是助聽器的生產。每個人的耳殼都是十分獨特,助聽器需要為每個客戶度身訂製,因此製造助聽器的過程非常耗時,DLP 3D打印正可以快速地打印貼合各客戶的需要。

Image source: Wevolver

如你所見,DLP 3D打印是一項有趣且複雜的技術,目前正在快速發展。由於其速度,精度和材料的多功能性,它有望實現批量生產。將來期望會看到越來越多DLP打印的部件,並且應用在更多新行業中。




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