DLP光固化3D打印技术原理及市场发展

导读：在众多的增材制造 (AM) 技术中，数字光处理 (DLP)技术因其高精度等优点在市场上占有一席之地，与FDM(熔融沉积制造)和DIW(墨水直写)技术不同，DLP往往是将打印的物件从料池中“拉”出来，那么到底什么是DLP技术？目前DLP市场出现的问题有什么？

DLP打印技术是如何工作的？

在 DLP 系统内部，有几个重要组件，包括：一个树脂托盘（可拆卸）、构建平台、投影仪和一个 Z 型龙门架。

●投影仪将特定形状的紫外线 (UV) 光向上投射，位于装有紫外线敏感液态树脂的托盘下方。光线穿过树脂托盘内置的透明屏幕，让光线与树脂接触，固化特定形状的打印层。

●该层在构建平台上固化，在 Z 轴上倒置。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打印层（10 到 25 微米，具体取决于机器）。

●一旦该打印层的材料固化，机器的 Z 轴就会向上移动，将打印层从覆盖在托盘上的透明薄膜上剥离，然后重新开始上述步骤，直到零件完成。

所以整个打印过程具有绝对的制造优势，会产生特别快的打印速度，无需挤出细丝或进行粉末铺料。

精度堪比注塑
DLP的精度很高，可以在两微米左右。使用精细的层厚度，也能获得z向的高精度精度，实现细节结构的制造。

△使用 Carima 的连续 DLP 技术进行 3D 打印的鼻拭子

由于层厚很小，所以打印出来的零件很难看到打印层线，除非在放大镜下观察，该技术在表面质量方面可以与注塑成型相媲美。行业中有各种聚合物技术产品，DLP 能够生产及其微小的结构，除非需要更严格的公差，否则不需要后加工操作。

材料
DLP的材料开发和创新方面也十分令人惊叹。在过去五年中，更强、更稳健的光敏聚合物进入市场。从透明、生物和橡胶到高温和刚性材料，可谓是应有尽有。

△这款自行车头盔是在 ETEC Xtreme 8K 上用 Loctite 3D IND405™ Black 3D 打印的，夹子是用 Loctite 3D 3843 打印的。这两种由汉高开发和生产的光敏树脂现在已经在世界上最大的 ETEC Xtreme 8K 上通过了认证。

乐泰、3D Systems、Adaptive 3D（桌面金属）和其他著名的光聚合物开发公司持续不断的开发树脂材料。然而，一些材料公司并不完全了解打印机的结构，这可能会给消费者及其零部件带来问题。随着对混合材料的需求增加，打印机制造商应该继续与材料开发商合作，以实现尚未发现的应用。

△科思创的新型 Somos® PerForm HW 树脂可使用 DLP 和 LCD 3D 打印实现高效的小批量生产。

3D 打印机 OEM 的工程团队将自己研发的材料与第3方材料公司进行了对比，发现了一些局限性。对于用户来说，在调整非 OEM 原生材料时，3D 打印机制造商和材料开发商面临的其实是一项艰巨的任务。可以从购买打印机的原始设备制造商和合作伙伴那里选择材料。

因此，就 OEM 和材料开发商公司之间的合作而言，一个需要改进的领域是让最终客户的操作使用更加便捷，比如提供可供打印机调整/预编程的材料在这种情况下，OEM 成为一站式商店，用户体验也会极大的提升。在一款树脂材料上市前，原始设备制造商和材料开发公司的合作非常重要。那么，在 DLP 打印机中使用第 3 方材料是否可行？当然可以！但如果您没有设备或材料科学方面的经验，可能会带来挑战。

设备制造商

国外代表性的DLP设备制造商包括：3D Systems、Desktop Metal 子公司Adaptive3D和Envision TEC等。

国内代表性的DLP设备制造商包括：迅实科技、联泰科技、先临三维、闪铸科技、铼赛科技RAYSHAPE、纵维立方等。

△英国Qlab牙科实验室使用RAYSHAPE 3D打印机

DLP打印晶格结构
3D 打印晶格结构是一个很好的应用，但需要更多的开发和关注。

首先，有必要了解打印层如何从光机和树脂之间的透明膜上剥离，已经固化或者打印的部件将在层剥离过程中拉伸。由于打印过程的性质，这种现象会使零件发生故障并降低零件质量。

△使用 Desktop Metal 独特的 FreeFoam 技术 3D 打印和处理的类泡沫材料

需要应用增材制造 设计确定晶格结构在给定项目中的可行性。提供生产晶格结构能力的 OEM 和拓扑软件公司正在更好地理解这种打印过程的动态过程，研究这方面的工艺过程，对零件设计给出指导。

增材制造行业的许多人都看到了最近将类泡沫材料。由于剥离过程中会发生拉伸，直接使用 DLP 3D 打印泡沫状材料几乎是不可能的。在实施二次处理过程之前以刚性状态打印泡沫材料，如Desktop Metal 的 FreeFoam。

结论
●针对制造商：当涉及到材料保质期和证明第3方材料可行的过程时，公司需要更准确地传达信息。因为买家已经知道没有什么是 100% 完美的。因此，如果确实没有合适的解决方案，您需要诚实的告知客户！

● 针对DLP技术本身：DLP技术的优势就是能够生产表面光洁度接近注塑成型的实体零件，这个优势使DLP技术能够在市场上保持一定的竞争力。DLP 通过模块化系统还能提供独特的可扩展性因素，封闭式打印机还适合在办公室使用。

随着近年来 3D 打印的发展，DLP 能否最终超越注塑成型速度？让我们拭目以待！