3D打印技術(shù)對比:SLA立體光固化與DLP數(shù)字光處理

dy1993   2017-10-17 15:54:53

在諸多種3D打印技術(shù)中,有兩種十分相近的工藝,那就是SLA(Stereolithography)立體光固化技術(shù)與DLP(Digital light processing)數(shù)字光處理技術(shù),兩者同屬于固化成型,且成型過程看起來也很類似,但卻可以打印出顯著不同的成品。了解這兩種技術(shù)3D打印過程的細(xì)微差別有助于打破使用者對最終打印成果錯誤的期待,以及如何有效地最大化每種不同機(jī)器的潛力。

“Stereolithography”來自希臘語“stereo”,意思是實(shí)體,“(photo)lithography”,則是一種光刻的方式。在3D打印中,Stereolithography指的就是用光來繪制實(shí)體。SLA技術(shù)透過特定能量的光源將液體樹脂固化成形,每一次固化一層,堆棧成型。

根據(jù)定義, SLA和DLP都是屬于Stereolithography技術(shù),但是用雷射光繪制圖層(SLA)和投影繪制圖層(DLP)將完全截然不同。讓我們深入一下究竟哪里不一樣。

雷射光的SLA和DLP

根據(jù)鏡像行業(yè)術(shù)語,我們在這里將基于激光束的技術(shù)簡稱為“SLA”。對于SLA和DLP,液態(tài)的光敏樹脂透過光照形成非常薄的固態(tài)表面,再堆棧形成一個完整的物體。

SLA使用兩個馬達(dá),稱為電流計(jì)或振鏡(一個在X軸上,一個在Y軸上),快速地將激光束瞄準(zhǔn)打印區(qū)域,使樹脂隨之而固化成形。這個技術(shù)一樣要先將您的3D圖切片,分解為一系列的點(diǎn)和線,作為振鏡反射雷射光的坐標(biāo)路徑。

DLP使用數(shù)字投影屏幕來照射打印平臺上每一層的單一影像。因?yàn)橥队坝跋袷鞘菙?shù)字屏幕,每層的圖像由正方形像素組成,導(dǎo)致每一層由稱為像素的小矩形方塊所形成。

兩種光固化方式的基本單元具有不同形狀的事實(shí),使得難以單憑數(shù)值、規(guī)格來比較兩種不同的機(jī)器。

SLA、DLP的成型尺寸VS打印速度

DLP在打印某些對象時可以達(dá)到較快的打印時間,因?yàn)槊看握找幌戮褪且粚?,所以速度相對快速。而不是像SLA用雷射光點(diǎn)照射成型,光線需要繞過所有路徑。

但DLP的快速只有在兩種狀況之下,對于大的,填充率高的對象,每?層以投影的?式將會快過以雷射光點(diǎn)來打印的方式。對于非常小的,精密詳細(xì)的對象,可以根據(jù)成型范圍換成較小的投影鏡頭,并且使用更細(xì)致的光點(diǎn)來保持良好的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。

雖然速度更快,但用DLP技術(shù)同時打印多個對象的時候可能會影響對象的分辨率或是表面完整性,

DLP 3D打印機(jī)不適合打印滿板的高分辨率部件。例如,DLP打印機(jī)能夠打印一個完好精細(xì)的戒指,并且比SLA打印機(jī)還要更快。然而,如要一次打印許多精細(xì)的戒指,就會需要一臺SLA 3D打印機(jī),才能夠在整個打印區(qū)域中保持一致的高分辨率。

DLP打印的分辨率取決于投影機(jī),投影機(jī)決定了能夠達(dá)到的像素。例如,full HD 1080p。

DLP 3D打印機(jī)中的投影機(jī)必須聚焦到圖像尺寸,以達(dá)到給定的X-Y分辨率。當(dāng)需要小像素時,透過縮小整個圖像來限制整個打印區(qū)域。也就是說,DLP打印機(jī)上的精密打印,只能使用整個打印區(qū)域的一小部分,而大型模型只能透過低分辨率進(jìn)行打印。

雷射SLA打印機(jī)的打印區(qū)域完全獨(dú)立于打印對象的分辨率。單個對象打印可以是打印區(qū)域內(nèi)的任何位置的任何大小和任何分辨率。

表面處理:像素和層積感

因?yàn)樵?D打印中對象由層層堆棧而組成,所以3D打印通常具有可見的水平層積感。 然而,因?yàn)镈LP使用矩形像素渲染圖像,所以還存在著垂直基層感。

注意下面的照片中的這些線。 在DLP打印件的表面上可找到垂直基層感。

DLP 3D打印機(jī)使用矩形像素渲染圖像,這導(dǎo)致垂直基層感的效果。在這個圖像中,看到垂直的基層感自然地出現(xiàn)在左邊,然后輪廓更容易識別在右邊

由于單位是矩形,像素也對彎曲邊緣有影響。想想用樂高積木建造一個圓形 - 邊緣將在Z軸和X-Y平面上呈現(xiàn)出階梯狀。

像素的矩形形狀使得彎曲的邊緣呈現(xiàn)階梯狀

在分析了技術(shù)和成果的差異之后,選擇最適合您的工作流程和打印需求的3D打印解決方案將變得更加容易。在這種情況下,重要的是要了解最終打印所需的表面光滑度,以及對象尺寸和復(fù)雜性。以下是關(guān)于哪些類型的對象更適合DLP和SLA的一些一般準(zhǔn)則:

DLP適用于:

一次只打印單個精細(xì)的對象;

快速打印沒有太多細(xì)節(jié)的大型對象。

SLA適用于:

一次打印多個精細(xì)的對象;

打印精細(xì)的大型對象。

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