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DLP光固化3D打印技术原理及市场发展

时间:2023-03-20 09:01 来源:南极熊 作者:admin 阅读:
     导读:在众多的增材制造 (AM) 技术中,数字光处理 (DLP)技术因其高精度等优点在市场上占有一席之地,与FDM(熔融沉积制造)和DIW(墨水直写)技术不同,DLP往往是将打印的物件从料池中“拉”出来,那么到底什么是DLP技术?目前DLP市场出现的问题有什么?


DLP打印技术是如何工作的?


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。

精度堪比注塑
DLP的精度很高,可以在两微米左右。使用精细的层厚度,也能获得z向的高精度精度,实现细节结构的制造。

△使用 Carima 的连续 DLP 技术进行 3D 打印的鼻拭子

由于层厚很小,所以打印出来的零件很难看到打印层线,除非在放大镜下观察,该技术在表面质量方面可以与注塑成型相媲美。行业中有各种聚合物技术产品,DLP 能够生产及其微小的结构,除非需要更严格的公差,否则不需要后加工操作。

材料
DLP的材料开发和创新方面也十分令人惊叹。在过去五年中,更强、更稳健的光敏聚合物进入市场。从透明、生物和橡胶到高温和刚性材料,可谓是应有尽有。


△这款自行车头盔是在 ETEC Xtreme 8K 上用 Loctite 3D IND405™ Black 3D 打印的,夹子是用 Loctite 3D 3843 打印的。这两种由汉高开发和生产的光敏树脂现在已经在世界上最大的 ETEC Xtreme 8K 上通过了认证。

乐泰、3D Systems、Adaptive 3D(桌面金属)和其他著名的光聚合物开发公司持续不断的开发树脂材料。然而,一些材料公司并不完全了解打印机的结构,这可能会给消费者及其零部件带来问题。随着对混合材料的需求增加,打印机制造商应该继续与材料开发商合作,以实现尚未发现的应用。

△科思创的新型 Somos® PerForm HW 树脂可使用 DLP 和 LCD 3D 打印实现高效的小批量生产。

3D 打印机 OEM 的工程团队将自己研发的材料与第3方材料公司进行了对比,发现了一些局限性。对于用户来说,在调整非 OEM 原生材料时,3D 打印机制造商和材料开发商面临的其实是一项艰巨的任务。可以从购买打印机的原始设备制造商和合作伙伴那里选择材料。

因此,就 OEM 和材料开发商公司之间的合作而言,一个需要改进的领域是让最终客户的操作使用更加便捷,比如提供可供打印机调整/预编程的材料在这种情况下,OEM 成为一站式商店,用户体验也会极大的提升。在一款树脂材料上市前,原始设备制造商和材料开发公司的合作非常重要。那么,在 DLP 打印机中使用第 3 方材料是否可行?当然可以!但如果您没有设备或材料科学方面的经验,可能会带来挑战。

设备制造商
国外代表性的DLP设备制造商包括:3D Systems、Desktop Metal 子公司Adaptive3D和Envision TEC等。
国内代表性的DLP设备制造商包括:迅实科技、联泰科技、先临三维闪铸科技、铼赛科技Rayshape纵维立方等。
△英国Qlab牙科实验室使用RAYSHAPE 3D打印

DLP打印晶格结构
3D 打印晶格结构是一个很好的应用,但需要更多的开发和关注。

首先,有必要了解打印层如何从光机和树脂之间的透明膜上剥离,已经固化或者打印的部件将在层剥离过程中拉伸。由于打印过程的性质,这种现象会使零件发生故障并降低零件质量。

△使用 Desktop Metal 独特的 FreeFoam 技术 3D 打印和处理的类泡沫材料

     需要应用增材制造 设计确定晶格结构在给定项目中的可行性。提供生产晶格结构能力的 OEM 和拓扑软件公司正在更好地理解这种打印过程的动态过程,研究这方面的工艺过程,对零件设计给出指导。增材制造行业的许多人都看到了最近将类泡沫材料。由于剥离过程中会发生拉伸,直接使用 DLP 3D 打印泡沫状材料几乎是不可能的。在实施二次处理过程之前以刚性状态打印泡沫材料,如Desktop Metal 的 FreeFoam。
结论
●针对制造商:当涉及到材料保质期和证明第3方材料可行的过程时,公司需要更准确地传达信息。因为买家已经知道没有什么是 100% 完美的。因此,如果确实没有合适的解决方案,您需要诚实的告知客户!
● 针对DLP技术本身:DLP技术的优势就是能够生产表面光洁度接近注塑成型的实体零件,这个优势使DLP技术能够在市场上保持一定的竞争力。DLP 通过模块化系统还能提供独特的可扩展性因素,封闭式打印机还适合在办公室使用。
随着近年来 3D 打印的发展,DLP 能否最终超越注塑成型速度?让我们拭目以待!

(责任编辑:admin)

weixin
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