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使用DLP设计桌面3D打印机的注意事项

采用 DLP技术的 3D 打印机已经在大型的工业和高端专业应用中使用了数十年。近年来,其款式变得紧凑而实用,适合被放置在桌面上,正被用于家庭、办公室或实验室等场景。尽管外形尺寸很小,但使用 DLP 芯片组的桌面 3D 打印机仍能提供快速的打印速度、出色的分辨率和可靠性。

如果您要使用 DLP技术设计桌面 3D 打印机,请留意以下三个重要的设计注意事项,这些内容有助于您将打印性能提升到一个新的水平。

决策1:选择最合适的DLP芯片组

最早采用 DLP技术的 3D 打印机使用的是普通的商用投影仪,由 3D 打印公司进行改造,固化树脂进行打印。3D 打印市场已经成熟,但一些设计师仍然选择显示应用的 DLP 芯片组,而不是专为 3D 打印机设计的芯片组。标准显示芯片和 3D 打印的专用芯片之间存在显著的差异。显示芯片不是为 3D 打印而设计的,并没有考虑针对 3D 打印的规格需求以及一些特定的考量因素。

视觉成像不同于树脂打印的图像。几十年来,人们一直在研发能使人眼更好地辨识图像和颜色的显示芯片组,其中涉及先进的算法、抖动和图像处理,目标是生成适合人眼的视频。但光控芯片组的设计不需要算法、抖动和图像处理,以确保 3D 打印图像与所输入的数据匹配。

当投影在树脂上时,显示芯片可能会在 3D 打印带来不必要的干扰和误差。专为 3D 打印设计的光控芯片,如 TI 的 DLP300S 和 DLP301S,以不同的方式投影图像,从而提供精准的 3D 打印,但请不要透过树脂槽底部观看影片。

决策2:确定如何处理层切片来获得高表面光洁度

因为采用 DLP技术的 3D 打印机中的像素都聚焦在树脂上,不会像采用其他技术时的像素一样模糊,因此可以获得出色的分辨率性能。例如,基于 LCD 的 3D 打印机从每个像素发出广角的光,导致树脂中像素的泛化或模糊。DLP芯片能够更好地聚焦投射光线。

采用 DLP技术的 3D 打印机能精准地打印其所投射的内容,因此,在创建截面图像时,切割 3D 模型的软件需要能够考虑到这一点。正如在 1 位黑白图像中可以看到像素化的阶梯状轮廓一样,树脂以同样的方式(使用方形像素)吸收光能。使用灰度图像可以完全消除这种影响。投影层应准确显示消费者正在打印的对象,并满足精准的表面光洁度要求。

在需要高精度的先进工业或医疗应用中,这些灰色阴影可以在层切片软件设计中得到进一步增强,从而更精确地控制固化树脂的形成。灰色阴影控制可以在亚像素级启用固化结构定位,从而改变树脂上光能的数量和位置。

决策3:确定可以达到的最高分辨率

在许多显示应用中,投影仪利用 DLP技术的高切换速度和效率来实现更高的分辨率。通过优化 3D 打印应用,可以运用相同的概念来将分辨率从 90 万像素扩展到 360 万像素。

为了充分利用 DLP技术,最好不要限制分辨率。与传统设计相比,DLP300S 和 DLP301S 能够使用低成本的四向振镜在树脂上投影四倍的像素数,达到构建尺寸、分辨率密度或两者的显著增加。更高的分辨率还可以使表面更光洁、细节更精细。

结语

考虑到您必须做出的不同设计决策,使用 DLP技术开始新的桌面 3D 打印机设计可能具有挑战性。仔细评估可用选项及其对最终产品的影响,将确保您的打印机拥有业界领先的功能。随着消费者和专业桌面级 3D 打印机市场的需求持续增长,设计一款打印快速、可靠和精度高的打印机将是获得客户青睐的关键。

责任编辑:haq

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