技術(shù)干貨：深度解讀基于DLP的光固化 3D 打印機 原理

增材制造，又稱3D打印，3D機器愿景，都是非常令人鼓舞的新技術(shù)，當(dāng)我們將這兩者結(jié)合起來時，它們具有創(chuàng)造新的高效生產(chǎn)形態(tài)的潛力，特別令人感興趣的是“主動生產(chǎn)”概念3354的“一站式”機械加工車間。這個車間不需要人工。

縱維立方的DLP技術(shù)和介于兩者之間的數(shù)字微鏡(DMD)可以提供結(jié)束這一切的重要因素。DLP技術(shù)是1996年誕生的投影顯示器的光學(xué)技術(shù)，目前已被廣泛使用。DLP技術(shù)用于對3D打印和機器視覺的疑問時，可提供高分辨率成像，加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，從而有助于將主動生產(chǎn)的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。因此，它成為用舊技術(shù)處理新疑問的經(jīng)典榜樣。

采用DLP技術(shù)的3D打印

光固化3d打印機原理是一個多功能的3D打印過程，類似于傳統(tǒng)的打印。就像爽膚水堆積在紙上一樣，3D打印機可以將數(shù)據(jù)層堆積在一系列2D截面上，因此，如果重疊一層，就會產(chǎn)生3D物體。如果選擇SLA技術(shù)，材料是可以固化為紫外線(UV)光源的樹脂。樹脂固化時，單體可交聯(lián)以形成聚合物鏈——。這種聚合物鏈可以產(chǎn)生固體材料。

增材制造，又稱3D打印，3D機器愿景，都是非常令人鼓舞的新技術(shù)，當(dāng)我們將這兩者結(jié)合起來時，它們具有創(chuàng)造新的高效生產(chǎn)形態(tài)的潛力，特別令人感興趣的是“主動生產(chǎn)”概念3354的“一站式”機械加工車間。這個車間不需要人工。

縱維立方的DLP技術(shù)和介于兩者之間的數(shù)字微鏡(DMD)可以提供結(jié)束這一切的重要因素。DLP技術(shù)是1996年誕生的投影顯示器的光學(xué)技術(shù)，目前已被廣泛使用。DLP技術(shù)用于對3D打印和機器視覺的疑問時，可提供高分辨率成像，加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，從而有助于將主動生產(chǎn)的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。因此，它成為用舊技術(shù)處理新疑問的經(jīng)典榜樣。

采用DLP技術(shù)的3D打印

光固化3d打印機原理是一個多功能的3D打印過程，類似于傳統(tǒng)的打印。就像爽膚水堆積在紙上一樣，3D打印機可以將數(shù)據(jù)層堆積在一系列2D截面上，因此，如果重疊一層，就會產(chǎn)生3D物體。如果選擇SLA技術(shù)，材料是可以固化為紫外線(UV)光源的樹脂。樹脂固化時，單體可交聯(lián)以形成聚合物鏈——。這種聚合物鏈可以產(chǎn)生固體材料。

當(dāng)SLA技術(shù)與DLP技術(shù)結(jié)合時，DMD將以UV光源打開。然后，DMD的像素被單獨處理，圖片投影到樹脂層上，然后形成3D物體的一系列截面。選擇DLP技術(shù)后，光學(xué)技術(shù)可以將DMD的個別像素用光學(xué)成像，而不是直接用樹脂成像，從而優(yōu)化分辨率和功能尺度。

利用DLP技術(shù)實現(xiàn)光固化：物體通過三維計算機輔助設(shè)計(CAD)模型具體說明。打印機軟件將虛擬模型轉(zhuǎn)換為一系列表面，以適應(yīng)物體的打印。

與可以產(chǎn)生100微米體素(3D像素)的激光傳統(tǒng)SLA機器相比，基于DLP技術(shù)的SLA機器可以完成30微米體素。體素越小，轉(zhuǎn)換的物體就越光滑。這意味著完成物體所需的后期制作處理工作很少。另外，所有組成層的視頻和創(chuàng)立不是一次一個地結(jié)束，而是一起結(jié)束——，因此，這些機器結(jié)束比傳統(tǒng)SLA機器更大的打印輸出的速度更快。DLP技術(shù)的測量與測試

物體打印后，主動生產(chǎn)線的下一步是結(jié)束具有三維視覺功能的機器，該機器可以主動測量和測試物體。在此過程中，還可以使用DLP技術(shù)。

傳統(tǒng)的機器視覺系統(tǒng)使用觸摸坐標(biāo)測量方法或單個照相機的非觸摸2D檢查和測量來掃描物體。DLP輔佐的三維機器視覺系統(tǒng)可以使用單線掃描的變分法——來配置光方法。數(shù)字光線圖片投影到一個物體上。然后，這些光線圖片可以通過照相機傳感器成像3354，利用已知的光源視點三角化數(shù)據(jù)，獲得3D信息。

利用DLP技術(shù)的施工光掃描法，可以得到所有物體的外部面積、體積、特征尺寸等維度值。投影的圖片通常是黑色和白色條紋，DMD打開并關(guān)閉相應(yīng)的像素列時會發(fā)生。我們使用投影鏡頭，讓DMD的光成像在測量的物體上。DMD像素的大小可能是5.4微米，因此可以使用小面板制作高分辨率的圖片。

與傳統(tǒng)的單行掃描和觸摸坐標(biāo)測量相比，DLP支持的配置光方法具有高分辨率，可編程繪畫速度高達(dá)32kHz，從而產(chǎn)生高精度的三維實時數(shù)據(jù)。此外，DMD的3354波長選擇范圍從365納米到2500納米不等。

對進(jìn)步商品質(zhì)量和生產(chǎn)基礎(chǔ)下降的需求在一系列領(lǐng)域——，包括安全、醫(yī)療、環(huán)境、科學(xué)領(lǐng)域3354，越來越強。TI的DLP技術(shù)使工程師能夠想象一個雄心勃勃的制作工廠，能夠滿足這些需求，并讓主動機器人制作和測試商品。

光固化3d打印機原理通過提供單個或多個攝像頭的3D圖片收集功能，完成3D機器愿景。該系統(tǒng)使用DMD作為空間光調(diào)制器，并使用DMD控制器對微鏡像提供高速控制。

當(dāng)SLA技術(shù)與DLP技術(shù)結(jié)合時，DMD將以UV光源打開。然后，DMD的像素被單獨處理，圖片投影到樹脂層上，然后形成3D物體的一系列截面。選擇DLP技術(shù)后，光學(xué)技術(shù)可以將DMD的個別像素用光學(xué)成像，而不是直接用樹脂成像，從而優(yōu)化分辨率和功能尺度。

利用DLP技術(shù)實現(xiàn)光固化：物體通過三維計算機輔助設(shè)計(CAD)模型具體說明。打印機軟件將虛擬模型轉(zhuǎn)換為一系列表面，以適應(yīng)物體的打印。

與可以產(chǎn)生100微米體素(3D像素)的激光傳統(tǒng)SLA機器相比，基于DLP技術(shù)的SLA機器可以完成30微米體素。體素越小，轉(zhuǎn)換的物體就越光滑。這意味著完成物體所需的后期制作處理工作很少。另外，所有組成層的視頻和創(chuàng)立不是一次一個地結(jié)束，而是一起結(jié)束——，因此，這些機器結(jié)束比傳統(tǒng)SLA機器更大的打印輸出的速度更快。DLP技術(shù)的測量與測試

物體打印后，主動生產(chǎn)線的下一步是結(jié)束具有三維視覺功能的機器，該機器可以主動測量和測試物體。在此過程中，還可以使用DLP技術(shù)。

傳統(tǒng)的機器視覺系統(tǒng)使用觸摸坐標(biāo)測量方法或單個照相機的非觸摸2D檢查和測量來掃描物體。DLP輔佐的三維機器視覺系統(tǒng)可以使用單線掃描的變分法——來配置光方法。數(shù)字光線圖片投影到一個物體上。然后，這些光線圖片可以通過照相機傳感器成像3354，利用已知的光源視點三角化數(shù)據(jù)，獲得3D信息。

利用DLP技術(shù)的施工光掃描法，可以得到所有物體的外部面積、體積、特征尺寸等維度值。投影的圖片通常是黑色和白色條紋，DMD打開并關(guān)閉相應(yīng)的像素列時會發(fā)生。我們使用投影鏡頭，讓DMD的光成像在測量的物體上。DMD像素的大小可能是5.4微米，因此可以使用小面板制作高分辨率的圖片。

與傳統(tǒng)的單行掃描和觸摸坐標(biāo)測量相比，DLP支持的配置光方法具有高分辨率，可編程繪畫速度高達(dá)32kHz，從而產(chǎn)生高精度的三維實時數(shù)據(jù)。此外，DMD的3354波長選擇范圍從365納米到2500納米不等。

對進(jìn)步商品質(zhì)量和生產(chǎn)基礎(chǔ)下降的需求在一系列領(lǐng)域——，包括安全、醫(yī)療、環(huán)境、科學(xué)領(lǐng)域3354，越來越強。TI的DLP技術(shù)使工程師能夠想象一個雄心勃勃的制作工廠，能夠滿足這些需求，并讓主動機器人制作和測試商品。

光固化3d打印機原理通過提供單個或多個攝像頭的3D圖片收集功能，完成3D機器愿景。該系統(tǒng)使用DMD作為空間光調(diào)制器，并使用DMD控制器對微鏡像提供高速控制。