4 DLP 技术优势及不足

   DLP 型3D 打印机与扫描式技术3D 打印机相比,具有几个独特的优势:

1) 单层固化速度快. 通过单层图像的投影曝光实现树脂的固化并完成打印,不需要扫描过程,单层打印时间与分层图像复杂程度无关,仅与树脂所需曝光时间有关,将打印过程进一步简化.

2) 打印精度高于一般技术. DMD 芯片微镜尺寸较小,集成度高,经过投影成像系统后,单个镜片光斑尺寸可以控制在100 μm 以下,实现高精度打印.

3) 系统结构简单,稳定性好,对外界环境要求相对低. DLP 型3D 打印机使用的DMD 芯片作为核心器件,系统内没有复杂运动结构,各部分相对独

立,方便维护,光机系统在工作时处于静止状态,不会受到其他干扰,可以提供稳定的打印精度.

4) 易于实现. 3D 打印机内使用的DLP 投影系统与用于显示的DLP 投影系统在结构上是基本一致的,主要区别在使用的光源不同. 用于3D 打印的DLP 投影系统光源多为紫外光,而普通显示系统多为白光LED 或三色LED. 若选用固化峰值在可见光波段的光敏树脂,可以使用普通DLP 投影机作为3D 打印系统的核心,而且文档中指出普通DLP 投影系统对蓝紫光的损耗相对较低,依然可以选择蓝紫光波长的光敏树脂材料,配合运动系统实现一台初级的DLP 型打印机.以DLP 技术为基础的3D 打印技术正处于快速发展阶段,目前由于DLP 型3D 打印机的投影图像分辨率高,所以成型精度普遍高于传统激光扫描型打印机,而且单层固化时间短,制作时间短,在制作小尺寸精细工件时,具有强大优势.

   DLP 技术同样具有不足之处:

1) 由于DMD 镜片偏转误差会使光斑尺寸发生变化,随着放大倍数的增大,有效光斑尺寸在总光斑尺寸中比例逐渐减小并最终会减小至0,限制了光学系统放大倍数. 又因为DMD 芯片尺寸较小,使得DLP 型3D 打印机无法形成较大的投影幅面,很难完成大幅面的打印成型工作.

2) DLP 型3D 打印技术要求原材料为光敏树脂,材料种类较少而且性能难以取代现有工程塑料,在应用方面受限. 而且光敏树脂类材料中只有一部分能用于3D 打印,材料价格较为昂贵.

3) DLP 型的3D 打印机虽然对环境要求不高,但仍要有一些基本的要求. 首先,空气湿度必须在适宜范围内. 暴露在潮湿空气中的树脂会吸收水分而被稀释,改变原材料中各成分的比例,导致成型失败. 其次,要求周围环境中不存在紫外光源. 一方面,外界环境中的紫外光会逐渐让树脂固化,造成材料浪费. 另一方面,设备中的紫外光存在溢出的可能性,虽然较弱但在长时间照射下仍会对人体产生伤害,若疏于防范也会危害人员健康.

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