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| 來源：本站原創(chuàng) 發(fā)布時間：2016-08-10 閱讀：1420次 |
相信很多人對于3D打印的學(xué)習(xí)都是從FDM機器做起的，然而隨著對3D打印技術(shù)越來越深入的學(xué)習(xí)，你會了解到光固化3D打印。這確實是一個較難的學(xué)習(xí)部分，如果你對這一方面感興趣，但是有遇到了一些困難，感覺無路可走的話，不妨一起來學(xué)習(xí)一下光固化的各種知識。
光固化3D打印機的原理非常簡單，機械結(jié)構(gòu)也比FDM簡單太多，按模塊區(qū)分的話一共有以下三個模塊： 1、固化模塊：包括光源和樹脂 2、分離模塊：包括Z軸提拉裝置，比較高級的會多一個料槽剝離，使成型平臺更容易脫離料槽； 3、控制模塊：包括電路、固件和軟件；光固化成型技術(shù)包括上投影和下投影，顧名思義，兩種就是光源的位置不同，各有利弊。 上投影：光直接照射在成型件的最上層，不需要成型件和料槽分離，省事。但是樹脂流動性要求較高，如果樹脂流不平，會影響打印質(zhì)量，一般需要加一個刮板，刮平樹脂。大尺寸的光固化3D打印機一般采用這種形式。 下投影：光也是照在成型件的最上層，每次換層要使成型件和料槽分離，需要在料槽底部加一個離型膜，成型精度高，缺點是料槽容易損壞，一般幾個月就要換一次，那層膜也是很多3D打印工作者心里的痛……大尺寸不適合用下投影式，容易損壞成型件。 先來說一下DLP（Digital Light Processing的縮寫）DLP一開始是指的一種投影機的技術(shù)，后來，利用這種投影機的光固化3D打印機也叫DLP，DLP光固化成型一次可以成型一個面，成型速度快，配合分辨率高的投影機和成型質(zhì)量好的樹脂，打印精度非常高。這種成型技術(shù)首先利用切片軟件把模型切薄片，投影機播放幻燈片，每一層圖像在樹脂層很薄的區(qū)域產(chǎn)生光聚合反應(yīng)固化，形成零件的一個薄層，然后成型臺移動一層，投影機繼續(xù)播放下一張幻燈片，繼續(xù)加工下一層，如此循環(huán)，直達打印結(jié)束。為什么要使用DLP投影機而不使用更廉價的LCD投影機？先來看一下DLP和LCD的對比（網(wǎng)絡(luò)資料），最關(guān)鍵的一點就是LCD屏幕很難讓紫外光透過，紫外線會讓屏幕發(fā)出很高的熱量，損害屏幕，而我們的光固化最重要的就是紫外光，所有技術(shù)難點比較明顯，而且成像效果也是DLP投影機更好。 比較點 DLP（全數(shù)字投影顯示技術(shù)） LCD（液晶投影顯示技術(shù)） 核心技術(shù) DLP：全數(shù)字 DDR DMD 芯片 LCD：液晶板 成像原理 DLP：投影原理是將光投射穿過高速轉(zhuǎn)動的紅藍綠色輪盤再射到 DLP 晶片反射成像。 LCD：利用光學(xué)投射穿過紅綠藍三原色濾鏡過濾掉紅外線和紫外線（紅外線和紫外線對LCD 片有一定的損害作用）后，再將三原色投射穿過三片液晶板上，合成投影成像。 清晰度 DLP：像素間隙小，畫面清晰，無閃爍現(xiàn)象。 LCD：像素間隙大，有馬賽克現(xiàn)象，微有閃爍。 亮度 DLP：高 LCD：一般 對比度 DLP：光填充量高達 90% 的填充量總光效率大于 60%。 LCD：光填充量最大在 70% 左右總光效率大于 30% 彩色還原度 DLP：高（數(shù)字成像原理） LCD：一般（受數(shù)模轉(zhuǎn)換的限制） 灰度級 DLP：高（ 1024級/10bit ） LCD：層次不夠豐富 色彩均勻性 DLP：大于 90% （色域補償電路，使色彩一致）。 LCD：無色域補償電路，隨液晶板老化而產(chǎn)生日益嚴(yán)重的色差。 亮度均勻性 DLP：大于 95% （數(shù)字均勻過渡補償電路，使屏前亮度更均勻）。 LCD：無補償電路，有"太陽效應(yīng)"。 性能 DLP：DLP 芯片采用密封封裝，受環(huán)境影響小，且有 20 年以上的使用壽命，可靠性高。 LCD：LCD 液晶材料受環(huán)境影響大，不穩(wěn)定。 燈泡壽命 DLP：使用飛利浦原裝 UHP 長壽命燈泡，壽命長，DLP 一般適用長時間顯示的地方。 LCD：燈泡壽命短，LCD 不適合連續(xù)長時間工作。 使用壽命 DLP：DLP晶片的壽命為 100,000 小時以上。 LCD：液晶板壽命 20,000 小時左右。 受外界光線干擾程度 DLP：DLP 技術(shù)一體化箱體結(jié)構(gòu)，不受外界光線干擾。 LCD：嚴(yán)重，在外界光線下，不能正常清晰顯示 光源永遠都是光固化技術(shù)的核心，無論DLP還是SLA，DLP投影機由光源、DMD芯片、控制主板、色輪、透鏡等主要部分組成，其中的DMD芯片和光源是重中之重。DMD芯片由很多的小微鏡組成，一個小微鏡代表一個像素，如分辨率是1024*768的投影機，則其DMD中包括1024*768個像素單元，即786432個微鏡。而DMD芯片另一個比較重要的參數(shù)就是它的尺寸，就好比單反相機中的感光元件尺寸與有效像素。因此，在分辨率相同的情況下，DMD芯片的尺寸越大，其成像質(zhì)量越好，并且擁有更高的光利用率。 光源的成像原理實際是光源通過色輪折射后照射在DMD芯片上，由主板控制DMD芯片反射光到屏幕上，DMD芯片和色輪工作的頻率都是非常快的，我們用肉眼根本分不出來顏色和明暗的變化。 投影機的光源對光固化的影響主要是光強度和波長，光強度越高，固化速度越快；而波長，則影響到你所用的樹脂。投影機光源的波長必須要和樹脂的固化波長一致。 投影機的光源主要有汞燈和LED燈，汞燈使用壽命短、體積較大但是波長峰比較多，在355nm、400nm、450nm都有比較強的峰，而LED燈波長單一，但使用壽命長，體積小，最關(guān)鍵的一點是LED燈可以瞬間點亮，容易控制，非常適合作為DLP光固化3D打印機的光源。 總結(jié)一下，選用DLP投影機的要求如下： 1.LED光源（波長大約為405nm左右，市面上配套的光敏樹脂很多） 2.光源強度高 3.高分辨率（經(jīng)濟條件允許的情況下） 對于投影機，有兩種選擇，一種是購買投影儀，還有一種是購買光機。 光機說白了就是投影儀拆掉了外殼，去掉了不需要的透鏡和色輪，投出來影響是黑白的，但是絲毫不影響打印，但價格卻降低了很多，最重要的，市面上的很多投影儀都有偏軸設(shè)計，光線并不是從鏡頭的正中心投射出去，這樣會使圖形失真，影響打印效果。而光機就可以避免這種偏軸，保證圖像的真實性，這個非常重要！如果后面有時間的話，我會詳細講一講投影儀失真和解決辦法。SLA和DLP不僅結(jié)構(gòu)上基本相同，光源部分其實也很相似，只不過投影機中的LED光源換成了激光，DMD芯片換成了振鏡控制系統(tǒng)。 |
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