了解数字光处理技术（DLP）的应用和优势

学习提要

理解DLP技术的成型原理，分清它与SLA技术的区别。

了解DLP技术的优劣势。

了解DLP技术的应用案例及适用范围。

学习内容

一、DLP技术概述

数字光处理技术（DLP）是近年出现的3D打印技术，与SLA的成型技术有着异曲同工之妙，它是SLA的变种形式。DLP 3D打印由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化，速度比同类型的SLA更快。这项技术非常适合高分辨率打印件的快速成型。

二、DLP技术的成型原理

DLP技术的成型原理是数字光源以面光的形式在液态光敏树脂表面进行层层投影，被数字光照射的光敏树脂将从液态转变为固态，打印完一层平台上拉一层，然后开始打印下一层，层层固化成型，如图2-38所示。

图2-38　DLP技术的成型原理

DLP技术和SLA技术在成型原理上十分相似，都是利用了光敏树脂的光固化特性。它们的主要区别有以下几点：

（1）光源

SLA的光源采用的是紫外激光束，采用由点到线再到面的扫描方式成型。DLP的光源采用的是数字光，以面扫描的方式成型，每次成型是一个平面，理论上DLP的打印效率会高于SLA。

（2）成型尺寸和分辨率

SLA的紫外激光束照射距离远，可以制成大尺寸设备，目前工业级SLA设备的成型尺寸可以达到一两米，甚至更大，分辨率和精度也不会受太大影响。DLP由于使用的是数字光，受屏幕分辨率限制，成型尺寸都不会太大。尺寸过大会导致单个像素点变大，打印分辨率和精度会急剧降低。通常，DLP为了追求分辨率会牺牲成型尺寸，专注于制作高精度、高分辨率的制件。

（3）成型方向

SLA技术多采用下沉式成型，即成型方向是自上而下的。DLP技术多采用上拉式成型，即成型方向是自下而上的，如图3-39所示。少数桌面级SLA设备会使用上拉式成型。

图2-39　SLA与DLP的成型方向对比

三、DLP技术的工艺流程

DLP技术的工艺流程与SLA技术的工艺流程一样，如图2-40所示，这里就不做赘述。

图2-40　DLP工艺流程

这里主要介绍一下DLP切片工艺中的添加支撑。由于DLP采用上拉式成型，成型过程中会出现拉拔力（离型力），添加支撑时就需要考虑如何减少拉拔力。影响拉拔力的因素有很多：树脂黏度、离型速度、新成型层面面积、新成型层面与离型膜的距离。在这些因素中，新成型层面面积会影响支撑结构。因此在3D打印中，模型往往需要摆放成某一角度，从而减少每层的横截面积，反而减少支撑的数量并非首要问题。

四、DLP技术的常用材料

DLP的常用材料与SLA一样，都是光敏树脂，这里不做赘述。(www.xing528.com)

五、DLP技术的优缺点

1.DLP技术的优点

①超高精度、表面光滑，除了局部支撑几乎不用打磨处理。

②材质好，纹路清晰，凸显细节。

③极具质感的视觉效果，制作速度快。

④可使用材料多，满足各种性能需求。

2.DLP技术的缺点

①无法打印大型物件。

②在打印过程中可能会发生散光现象，尤其是边缘部分可能会模糊不清。

六、应用案例

1.打印首饰蜡型

利用DLP 3D打印机可以打印首饰蜡型，用于铸造，大大提高了生产效率，产品的生产周期相对于传统工艺缩短了一半以上。同时设计更自由，可以设计更复杂的首饰，通过打印蜡型生产，如图2-41所示。

图2-41　打印首饰蜡型

2.打印手办

DLP技术的打印精度和分辨率在各种3D打印技术中是首屈一指的。利用DLP打印手办的效果特别好，细节还原度极高，如图2-42所示。

图2-42　打印手办

图2-43　大族激光D100设备

七、国内外主要设备厂家

1.德国EnvisionTEC公司

EnvisionTEC创立于2002年，拥有领先的商业DLP打印技术。公司当前提供40多款基于6种不同技术的打印机，用于根据数字设计文件打印实物。

2.中国大业激光成型技术有限公司

深圳市大业激光成型技术有限公司是由多位激光、电子及设计行业的资深专家于2012年10月创立，是一家集3D打印设备研发、3D打印产品设计、3D打印服务于一体的综合性3D打印高新技术企业。其代表产品如图2-43所示。

公司目前在华南的深圳、华东的苏州、华北的北京、西北的西安等地建立了研发及服务基地，未来将在更多地区建立服务当地的技术支持体系。