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(chēng)3D打印，3D機器愿景，都是非常令人鼓舞的新技術(shù)，當我們將這兩者結合起來(lái)時(shí)，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(dòng)生產(chǎn)”概念3354的“一站式”機械加工車(chē)間。這個(gè)車(chē)間不需要人工。

縱維立方的DLP技術(shù)和介于兩者之間的數字微鏡(DMD)可以提供結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(jué)的疑問(wèn)時(shí)，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(dòng)生產(chǎn)的愿景變?yōu)楝F實(shí)。因此，它成為用舊技術(shù)處理新疑問(wèn)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(gè)多功能的3D打印過(guò)程，類(lèi)似于傳統的打印。就像爽膚水堆積在紙上一樣，3D打印機可以將數據層堆積在一系列2D截面上，因此，如果重疊一層，就會(huì )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(xiàn)(UV)光源的樹(shù)脂。樹(shù)脂固化時(shí)，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(chēng)3D打印，3D機器愿景，都是非常令人鼓舞的新技術(shù)，當我們將這兩者結合起來(lái)時(shí)，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(dòng)生產(chǎn)”概念3354的“一站式”機械加工車(chē)間。這個(gè)車(chē)間不需要人工。

縱維立方的DLP技術(shù)和介于兩者之間的數字微鏡(DMD)可以提供結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(jué)的疑問(wèn)時(shí)，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(dòng)生產(chǎn)的愿景變?yōu)楝F實(shí)。因此，它成為用舊技術(shù)處理新疑問(wèn)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(gè)多功能的3D打印過(guò)程，類(lèi)似于傳統的打印。就像爽膚水堆積在紙上一樣，3D打印機可以將數據層堆積在一系列2D截面上，因此，如果重疊一層，就會(huì )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(xiàn)(UV)光源的樹(shù)脂。樹(shù)脂固化時(shí)，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SLA技術(shù)與DLP技術(shù)結合時(shí)，DMD將以UV光源打開(kāi)。然后，DMD的像素被單獨處理，圖片投影到樹(shù)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(gè)別像素用光學(xué)成像，而不是直接用樹(shù)脂成像，從而優(yōu)化分辨率和功能尺度。

利用DLP技術(shù)實(shí)現光固化：物體通過(guò)三維計算機輔助設計(CAD)模型具體說(shuō)明。打印機軟件將虛擬模型轉換為一系列表面，以適應物體的打印。

與可以產(chǎn)生100微米體素(3D像素)的激光傳統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，轉換的物體就越光滑。這意味著(zhù)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(gè)地結束，而是一起結束——，因此，這些機器結束比傳統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(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的下一步是結束具有三維視覺(jué)功能的機器，該機器可以主動(dòng)測量和測試物體。在此過(guò)程中，還可以使用DLP技術(shù)。

傳統的機器視覺(jué)系統使用觸摸坐標測量方法或單個(gè)照相機的非觸摸2D檢查和測量來(lái)掃描物體。DLP輔佐的三維機器視覺(jué)系統可以使用單線(xiàn)掃描的變分法——來(lái)配置光方法。數字光線(xiàn)圖片投影到一個(gè)物體上。然后，這些光線(xiàn)圖片可以通過(guò)照相機傳感器成像3354，利用已知的光源視點(diǎn)三角化數據，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(kāi)并關(guān)閉相應的像素列時(shí)會(huì )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。

與傳統的單行掃描和觸摸坐標測量相比，DLP支持的配置光方法具有高分辨率，可編程繪畫(huà)速度高達32kHz，從而產(chǎn)生高精度的三維實(shí)時(shí)數據。此外，DMD的3354波長(cháng)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)基礎下降的需求在一系列領(lǐng)域——，包括安全、醫療、環(huán)境、科學(xué)領(lǐng)域3354，越來(lái)越強。TI的DLP技術(shù)使工程師能夠想象一個(gè)雄心勃勃的制作工廠(chǎng)，能夠滿(mǎn)足這些需求，并讓主動(dòng)機器人制作和測試商品。

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

當SLA技術(shù)與DLP技術(shù)結合時(shí)，DMD將以UV光源打開(kāi)。然后，DMD的像素被單獨處理，圖片投影到樹(shù)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(gè)別像素用光學(xué)成像，而不是直接用樹(shù)脂成像，從而優(yōu)化分辨率和功能尺度。

利用DLP技術(shù)實(shí)現光固化：物體通過(guò)三維計算機輔助設計(CAD)模型具體說(shuō)明。打印機軟件將虛擬模型轉換為一系列表面，以適應物體的打印。

與可以產(chǎn)生100微米體素(3D像素)的激光傳統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，轉換的物體就越光滑。這意味著(zhù)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(gè)地結束，而是一起結束——，因此，這些機器結束比傳統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(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的下一步是結束具有三維視覺(jué)功能的機器，該機器可以主動(dòng)測量和測試物體。在此過(guò)程中，還可以使用DLP技術(shù)。

傳統的機器視覺(jué)系統使用觸摸坐標測量方法或單個(gè)照相機的非觸摸2D檢查和測量來(lái)掃描物體。DLP輔佐的三維機器視覺(jué)系統可以使用單線(xiàn)掃描的變分法——來(lái)配置光方法。數字光線(xiàn)圖片投影到一個(gè)物體上。然后，這些光線(xiàn)圖片可以通過(guò)照相機傳感器成像3354，利用已知的光源視點(diǎn)三角化數據，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(kāi)并關(guān)閉相應的像素列時(shí)會(huì )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。

與傳統的單行掃描和觸摸坐標測量相比，DLP支持的配置光方法具有高分辨率，可編程繪畫(huà)速度高達32kHz，從而產(chǎn)生高精度的三維實(shí)時(shí)數據。此外，DMD的3354波長(cháng)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)基礎下降的需求在一系列領(lǐng)域——，包括安全、醫療、環(huán)境、科學(xué)領(lǐng)域3354，越來(lái)越強。TI的DLP技術(shù)使工程師能夠想象一個(gè)雄心勃勃的制作工廠(chǎng)，能夠滿(mǎn)足這些需求，并讓主動(dòng)機器人制作和測試商品。

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