数字光处理DLP 3D打印
栏目:国 际 发布时间:2023-03-15
数字光处理DLP 3D打印原创 Tiffany 广西增材制造协会 2023-03-20 15:55 发表于广西我不得不说,在这个行业必须提供的所有附加制造(AM)技术中,有很多数字光处理(DLP)特别令人兴奋,因为所有加速的营销视频都描述了物理物体被神奇地从液体树脂池中拉出。如果你想让非AM用户坐在他们的座位边缘,给他们看一段视频,演示这项技术的实际应用。首先,你可能认为这不可能发生,或者它是如何

数字光处理DLP 3D打印

 Tiffany 广西增材制造协会 2023-03-20 15:55 发表于广西

我不得不说,在这个行业必须提供的所有附加制造(AM)技术中,有很多数字光处理(DLP)特别令人兴奋,因为所有加速的营销视频都描述了物理物体被神奇地从液体树脂池中拉出。如果你想让非AM用户坐在他们的座位边缘,给他们看一段视频,演示这项技术的实际应用。

首先,你可能认为这不可能发生,或者它是如何发生的?令人着迷的是,有人会认为这项技术应该出现在大卫·科波菲尔(David Copperfield)的节目中,但这项技术是真正的交易,改变了塑料制造商的游戏规则。

但实际上:DLP打印技术有什么大不了的?本文的目的是对这个过程进行一些解释(没有双关语的意思),希望能更好地掌握这种独特的3D打印方法。这项技术让许多人重新思考塑料零件的生产。

什么是DLP?

好的,DLP是如何工作的?在DLP系统中,有几个组件可以实现这种神奇的效果。有一个树脂托盘(可拆卸)、搭建平台、照片投影仪和一个Z型机架。投影仪在托盘下方向上投射特定形状的紫外线(UV),托盘下方装有紫外线敏感液体树脂。该光线通过树脂托盘中内置的透明屏幕,使光线与树脂接触,固化成该形状的打印层。

321 (1).png

该层在实际构建平台上硬化,在Z轴上颠倒。构建平台半浸没在树脂中,因此平台和树脂托盘之间的距离是一个单独的打印层(10到25个微镜,具体取决于机器)。一旦该打印层的材料固化,机器的Z机架将以特定的动作移动,从托盘上的透明薄膜上剥离打印层,然后重新开始该过程,直到零件完成。用投影仪发出的一道闪光一次固化一层。您可以看到为什么此过程产生超高速打印速度。无需用激光挤出塑料珠或粉末痕迹。

图片

鼻拭子采用Carima的连续DLP技术进行3D打印。图片由Carima提供。
除非在放大镜下观察,否则由于层厚与精度的结合,很难看到打印层线条。肉眼可见,这项技术可以在表面质量方面与注塑成型竞争。业界有各种聚合物技术产品,DLP毫无争议地提供了一些最精细的细节。有人会说,除非需要更严格的公差,否则不需要进行后加工操作。

材料

亲眼目睹DLP的材料开发和创新是令人兴奋的。如果你在过去五年里一直关注这个行业,你就会看到更强、更强大的光聚合物进入市场。从透明、生物和橡胶到高温、刚性材料,看到这些进步真是令人惊讶。这实际上只是材料开发的开始,因为公司可以制定“混合”树脂以促进应用。在市场上可获得的独立材料和通过将两者混合在一起可以制造的材料之间,存在着行业刚刚触及表面的潜在材料化学。

321 (3).png

这款自行车头盔采用Loctite 3D IND405 3D打印在ETEC Xtreme 8K上™ 黑色,而剪辑是用Loctite 3D 3843打印的。这两种广受欢迎的光敏聚合物由汉高公司开发和生产,现已在世界最大的DLP打印机ETEC Xtreme 8K上获得资格。
就在我们认为树脂开发没有其他东西的时候,乐泰、3D系统、Adaptive 3D(桌面金属)和其他声誉良好的光敏聚合物开发公司突然推出了一些我们认为不可能实现的东西,以及它的可承受性。然而,一些材料公司并不完全了解打印机的原理,除非他们严格出于开发目的购买。反过来,这可能会导致消费者及其零部件出现问题。
3D打印机OEM的工程团队将更好地理解与第三方材料公司相比的局限性,这是理所当然的。随着混合材料需求的增加,打印机制造商如何继续与材料开发商合作,以实现尚未发现的应用,这将是一件有趣的事情。

图片

科思创的新型Somos®PerForm HW树脂能够使用DLP和LCD 3D打印实现高效的小批量生产。©科思创版权所有
对于用户来说,在调整非原始设备制造商所固有的材料时,将其夹在3D打印机制造商和材料开发人员之间是一项艰巨的任务。根据您购买打印机的OEM/合作伙伴,可以选择材料开发合作伙伴关系,但需要付费。如果OEM材料团队和/或应用程序工程师对您正在运行的第三方材料的处理速度不够快,那么用户该怎么办?
因此,OEM和材料开发公司之间的合作需要改进的一个方面是让最终客户的生活变得更轻松。对于为打印机调优/预编程的材料,还有待说明。在这种情况下,OEM变成了一个一站式商店,用户体验也没有那么令人畏惧。
我认为,在树脂进入市场之前,OEM和材料开发公司必须在幕后合作,这一点很重要。第三方材料目前在DLP打印机中使用是否成功?当然可以,但实现这一目标的过程本身可能是一个项目,如果你没有设备或材料科学方面的经验,这可能会带来挑战。
我相信这就是为什么你会看到原始设备制造商,例如3D系统和其他公司,为其特定系统提供经验证的材料(即,增加易用性)。许多领先的OEM公司一直以这种模式为主导,直到市场对开放材料的需求增加。如果使用需要正确构建参数的开源打印机,则可能需要部署时间和资源。

橡胶3D打印网格结构

3D打印网格结构是一个很好的应用,但需要更多的开发和关注。首先,有必要了解打印层是如何从投影仪和树脂之间的透明膜上剥离的。已经固化/打印的零件部分将在层剥离过程中拉伸。由于打印过程的性质,这种现象将增加零件故障并降低零件质量。

图片

使用Desktop Metal独特的FreeFoam技术打印和处理泡沫状材料3D。图片由Desktop Metal提供。
虽然晶格结构是一种合法的设计特征,但在软件分析中证明的晶格类型可能会对打印带来挑战,因此需要应用AM技能的设计来确定其在给定项目中的可行性。如果您在设计方法上保持灵活性,那么您肯定会增加实现此设计功能的成功机会。
我相信,提供网格结构生产能力的OEM和拓扑软件公司正在更好地理解这种打印过程的动态,并建立正确的期望。
与此相关的是,我们AM行业的许多人最近都看到了3D打印中引入了泡沫材料。直接用DLP打印泡沫状材料几乎是不可能的,因为剥离过程中会发生拉伸。在实施二次处理工艺之前,在刚性状态下打印泡沫材料,如 桌面金属的FreeFoam到目前为止,已证明更为成功。
当谈到响应性/记忆特性的改进时,使用Desktop Metal提供的材料制成的3D打印泡沫可能是正确的方法,而且只会变得更好。

结论

当涉及到功能、材料保质期和证明第三方材料的过程时,公司可能需要更准确地传递信息。设定这些期望将是长期信任的关键组成部分,因为买家已经知道没有什么是100%完美的。因此,如果您没有满足应用程序需求的解决方案,请成为您所在行业的拥护者,并为他们指出正确的方向,即使这意味着您的技术现在并不适合。这个世界缺乏诚实和正直。
如果你正在考虑采用这项技术,而你目前还没有扩展的计划,我建议你把它放在你的雷达上,因为当你以创造性思维使用这项技术时,我保证你会找到不止一种方法来利用它。
特别是对于DLP而言,生产表面光洁度接近注塑成型的实心零件是保持竞争力的正确方向上的另一步。与其他技术(如FDM)相比,在Z轴中连接和堆叠部件的功能允许您利用打印机容量。DLP通过添加系统(即模块化)提供了独特的可扩展性因素。封闭式单元选项使他们对办公室更友好。
一些打印机制造商确实提到了速度与注塑成型的比较,但我在考虑这一说法时会非常小心。与传统的塑料零件生产方式相比,它仍是最快的3D打印工艺。随着近年来3D打印技术的发展,问题是,DLP最终能否超越注塑速度?答案是:一切皆有可能。