[博士談]榮左超:DLP打印技術從藍海探索到高速發展
2021
09/15
08:30
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聯泰科技早在2013年就著手成立了DLP的技術研發小組,并在2015年推出一款面向口腔的DLP產品,此后堅持底層技術探索,形成了DLP研發架構UDS&S(UnionTech DLP Structure & Software),積極拓展藍海市場,面向口腔修復、正畸、動漫、鞋業、教育、工業、珠寶、醫療等領域的拓展產品線,發展到2021年,DLP系列產品已經成為聯泰科技產品家族里的半壁江山。

這次我們特約聯泰科技產品負責人榮左超博士,聊一聊DLP打印技術的原理和發展現狀,分析發展方向,好文不可錯過!

榮左超  
聯泰科技產品部經理
浙江大學機械制造及自動化專業博士
喜歡鉆研,熱愛科學的圣斗士

思維敏捷,語速快,信息量大


 PART ONE 

DLP打印技術原理術

DLP printing technology principle

在1981年,名古屋市工業研究所的小田秀夫(Hideo Kodama)發明了利用光固化聚合物3D打印出實體模型。在1987年,德州儀器(TI)的拉里·霍恩貝克(Larry Hornbeck)創建了DLP(Digital Light Processing)技術。


數字光處理(Digital Light Processing,縮寫:DLP)是在SLA技術出現的十余年后才出現的,該技術也是業界公認的第二代光固化成型技術,距今也有20多年的發展歷史了。DLP技術主要是通過投影儀來逐層固化光敏聚合物液體,從而創建出3D打印對象的一種快速成型技術。這種成型技術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域產生光聚合反應固化,形成零件的一個薄層,然后成型臺移動一層,投影機繼續播放下一張幻燈片,繼續加工下一層,如此循環,直達打印結束,所以不但成型精度高,而且打印速度也非???。


DLP3D打印工作原理示意圖


 PART TWO 

DLP打印技術應用范圍及現狀

Application scope and current situation 

of DLP printing technology


DLP打印技術作為高端打印技術之一,被業內高度關注,通過不斷優化與進步。開始出現工業級、桌面機產品。其核心技術DMD芯片也在不斷更新迭代,目前新的研究更是在打印時間上雖短了幾十倍,不僅在成型精度和成型速度上占有優勢,而且在設備尺寸和價格上占有很大優勢??蛻羧后w增加,因此不斷吸引眾多企業駐足,真正開啟了DLP打印技術發展的大門,聯泰科技正是其中之一。


1.DLP打印材料,百家爭鳴,百花齊放

隨著時間的推移,SLA材料性能提升有限,但是DLA材料未來發展空間不可限量,而且趨向于深入不同應用場景。哪里有需求哪里就有市場!


世界材料巨頭贏創、巴斯夫、科思創、帝斯曼、漢高、Liqcreate陸續建立增材制造部門或分公司,研發光敏樹脂新型材料,他們把目光不約而同地放在了DLP領域。他們憑借自身的技術和產業資源積累,逐漸發力DLP打印材料,開發出新的性能,創造新的應用。我們有理由相信,傳統材料廠商的重視,可以很好加速DLP打印技術的發展和應用。


隨著在材料領域寬度的加強,DLP打印陶瓷,DLP打印金屬逐漸進入人們的視野,我們用四個字總結DLP打印材料,大有可為,未來可期!



2.打印效果更勝一籌:精度好,效率高,細節好

基于DLP技術的3D打印機通過數以百萬乃至千萬個微小的、高精度像素進行成像 ,因此打印分辨率較高?;诩す獾牧Ⅲw平板印刷設備的像素尺寸接近100μm的級別,采用了DLP技術的打印機的像素尺寸則達到15μm的級別,而我們頭發絲的寬度是100μm。


與其他3D打印方法相比

DLP打印機的打印分辨率要高得多

成品表面也更為光滑

因此整體打印效果令人更滿意

除了局部支撐幾乎不用打磨處理

后續的處理工作也更少


有視頻有真相!


3.“效率”是3D打印能否進入量產市場的重要條件之一。

傳統3D打印機的工作過程是由點到線,再由線到面,完成一層層特定形狀和圖像的構建。相比起DLP 3D打印機而言,打印速度較慢。而DLP 3D打印機的工作過程是投射并聚合一整層,借助光線照射到樹脂上,整個層一次形成,這能夠顯著地提升打印速度。加上高精度、快干型3D打印新材料的不斷應用,也讓DLP 3D打印的成型速度上一個階梯。目前聯泰科技的齒科專用DLP打印機達到40mm/h,輕松在25分鐘內打印一版牙模。


 PART TWO 

應用范圍

Applied range


  齒科


 手辦潮玩 


  珠 寶


  精密鑄造   


DLP的投影機產生的畫面對比度較高,光路系統設計得更緊湊,因而在體積、重量方面占優勢。而且由于采用反射式原理,DLP投影機可以實現更高黑白對比度。

聯泰在DLP領域的造詣


齒科專用大幅面椅旁專用DLP3D打印機S300

                                             可以精確到頭發絲的動漫專機π200


DLP 3D打印未來的發展方向

1. 突破幅面限制   

目前由于個別國家芯片技術壟斷,DLP技術發展受到限制。市面上DLP打印機尺寸具有明顯的局限性,幅面問題亟需解決。

不同領域對于幅面的需求不一樣,例如,聯泰科技全自動化批量生產正畸專用3D打印機D800的幅面768×432×30mm,使用了4*4K光機,實現了正畸行業大幅面打印的需求。聯泰科技牙科專用DLP 3D打印機S300的幅面249.6×140.4×240mm,滿足了技工所和齒科醫院的日常需求。

未來,隨著芯片行業的發展,DLP打印設備趨向更大幅面。


2.DLP的功率還是不夠高,限制了材料廠家的開發能力  

市場上,目前DLP單機最大功率達到6-8W。設計功率不足的問題限制了材料廠家的開發能力,同時,也制約了DLP打印技術的發展。

如何提高功率,是我們未來的發展方向。


知識小科普

提高DLP功率有這些好處:


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·  提高打印速度,縮短曝光時間,打印速度更快。

·  提高打印幅面,滿足單位面積上的光功率密度。

·  降低對高性能材料開發限制,有些材料在足夠高的功率的情況下才能成型,比如金屬材料、陶瓷材料等。

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3.核心部件的使用壽命和易維護逐漸加強

光機是DLP打印機的核心部件之一,聯泰科技一直努力延長其使用壽命,同時針對于核心部件的維護,聯泰科技更是提供了人性化的服務,降低維修和更換難度。DLP打印機離型膜也隨著技術的發展不斷被優化,不僅使用壽命不斷延長,更換更便捷簡單,使用成本也在不斷地降低。


4.DLP打印機的發展趨向于兩端,高端工業級及低端消費級

隨著3D打印技術的發展及向各個領域的滲透,DLP打印機的發展分為兩大領域,高端工業級及低端消費級。高端工業級追求產品的打印效率和精細度;消費級DLP打印機追求性價比及操作便捷性。工業級DLP打印機的發展標志著新型制造業對工業發展正起著革命性作用,傳統制造業越來越多的弊端得以彌補。桌面級DLP3D打印機的出現,讓3D打印真正進入了普通大眾的視野,讓更多人認識并使用到了3D打印技術??梢哉f,不同的3D打印技術和設備正在各個領域發揮著不可替代的作用,為社會作出重大貢獻。


榮左超博士認為,稍微了解 DLP技術的人都知道未來應用空間巨大,但如何建立更完善的生態系統是一直是生態鏈各個企業重要也是具挑戰的部分,因為原有 DLP 相關的上下游合作伙伴多是投影儀市場的老玩家,對新的工業、汽車等應用領域并不熟悉,要在這些應用中培養挖掘出龐大以及強大的合作伙伴,是聯泰科技需要聯合上游企業一起要推進的重大事項。同時,聯泰科技也在SaaS級應用領域開展工作,滿足客戶在智能前處理、智能生產管理、云服務等方面的需求。


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