DLP數(shù)字光處理技術(shù)【南極熊連載】

1 DLP是什么？

DLP是3D打印成型技術(shù)的一種，最早由德州儀器開發(fā)，被成為數(shù)字光處理快速成型技術(shù)。DLP技術(shù)使用一種較高分辨率的數(shù)字光處理器（DLP）來固化液態(tài)光聚合物，逐層對液態(tài)聚合物進(jìn)行固化，如此循環(huán)往復(fù)，直到最終模型完成。

DLP與SLA光固化成型技術(shù)比較相似，打印材料同為光敏樹脂，工作原理都是利用液態(tài)光敏樹脂在紫外光照射下固化的特性。不同的是，DLP是一下子可以成型一個(gè)面，而SLA只可以成型一個(gè)點(diǎn)，再由點(diǎn)到線、由線到面進(jìn)行固化，故DLP比SLA要快。二者本質(zhì)的差別在于照射的光源：SLA采用激光點(diǎn)聚焦到液態(tài)光聚合物，而DLP成型技術(shù)是先把影像信號經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來固化光聚合物。

DLP工作原理示意圖（圖片來源：華融證券）

基于DLP技術(shù)的3D打印機(jī)免去了逐層構(gòu)建的復(fù)雜操作，可以實(shí)現(xiàn)一次成形，因而節(jié)省了很多時(shí)間。具備一次成形的能力意味著，實(shí)物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和尺寸對總體構(gòu)建時(shí)間并沒有絲毫的影響。如果打印機(jī)的構(gòu)建區(qū)域可以容納10個(gè)部件，則這10個(gè)部件可以同時(shí)構(gòu)建。

3D打印機(jī)“Solidator”及其打印成品（美國公司Tangible Engineering）

2DLP與SLA對比

在成型時(shí)，SLA一般是由點(diǎn)到線、再由線到面，而DLP則是一層一層地成型。因此，DLP成型的速度要比SLA快。普遍來說，由于造價(jià)較高，基于DLP技術(shù)的3D打印機(jī)價(jià)格要比FDM機(jī)型高，甚至比SLA機(jī)型高。

SLA與DLP光源對比

DLP技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）打印速度快，固化速率高于SLA技術(shù)。

（2）打印精度高。

（3）打印分別率高，物體表面光滑。

DLP技術(shù)的主要缺點(diǎn)：

（1）機(jī)型造價(jià)高。

（2）加工尺寸受限，主要用于小體積物品的打印。

（3）DLP技術(shù)使用的液態(tài)樹脂材料具有一定的毒性，使用時(shí)需密閉。

3DLP應(yīng)用

DLP主要被應(yīng)用于對精度和表面光潔度要求高但對成本相對不敏感的領(lǐng)域，如珠寶首飾、牙科醫(yī)療、文化創(chuàng)意、航空航天、高端制造。

1） 珠寶首飾

DLP技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于珠寶首飾行業(yè)，可提供珠寶、首飾的設(shè)計(jì)以及全套的3D蠟型制作方案。傳統(tǒng)工藝中，首飾工匠參照設(shè)計(jì)圖紙、手工雕刻出蠟版，再利用失蠟澆鑄的方法倒出金屬版，并利用金屬版壓制膠膜并批量生產(chǎn)蠟?zāi)�，最后使用蠟�(zāi)＿M(jìn)行澆鑄，得到首飾的毛胚。采用3D打印技術(shù)替代傳統(tǒng)工藝制作蠟?zāi)５墓ば�，將完全改變這一現(xiàn)狀，3D打印技術(shù)不僅使設(shè)計(jì)及生產(chǎn)變得更為高效便捷，更重要的是數(shù)字化的制造過程使得制造環(huán)節(jié)不再成為限制設(shè)計(jì)師發(fā)揮創(chuàng)意的瓶頸。

Sprintray打印機(jī)利用DLP技術(shù)打印的首飾

2）牙科醫(yī)療

口腔修復(fù)體的設(shè)計(jì)與制作目前在臨床上仍以手工為主，效率較低，DLP技術(shù)不僅解決了手工作業(yè)繁瑣的程序，更消除了手工建模精確度及效率低下的瓶頸。將設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)通過3D打印技術(shù)直接制造出樹脂模型，大大提升了制作效率。

Envision TEC公司利用DLP技術(shù)打印的牙模

3）其他行業(yè)

DLP技術(shù)更多的應(yīng)用可以與其他3D打印技術(shù)通用，比如新產(chǎn)品的初始樣板快速成型、精細(xì)零件樣板，同時(shí)隨著光敏樹脂復(fù)合材料的不斷豐富，比如類ABS、耐熱樹脂、陶瓷樹脂等新材料的開發(fā)，越來越多的應(yīng)用將會(huì)被引入DLP 3D打印技術(shù)中，如下圖所示即為ZCorp公司概念設(shè)計(jì)、原型制作的應(yīng)用案例。

ZCorp公司使用DLP技術(shù)開發(fā)的ZBuilder產(chǎn)品系列

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