榮左超博士：DLP打印技術從藍海探索到高速發(fā)展

聯(lián)泰科技早在2013年就著手成立了DLP的技術研發(fā)小組，并在2015年推出第一款面向口腔的DLP產(chǎn)品，此后堅持底層技術探索，形成了DLP研發(fā)架構UDS&S（UnionTech DLP Structure & Software），積極拓展藍海市場，面向口腔修復、正畸、動漫、鞋業(yè)、教育、工業(yè)、珠寶、醫(yī)療等領域的拓展產(chǎn)品線，發(fā)展到2021年，DLP系列產(chǎn)品已經(jīng)成為聯(lián)泰科技產(chǎn)品家族里的半壁江山。

這次特約聯(lián)泰科技產(chǎn)品負責人榮左超博士，聊一聊DLP打印技術的原理和發(fā)展現(xiàn)狀，分析發(fā)展方向，好文不可錯過！

榮左超  

聯(lián)泰科技產(chǎn)品部經(jīng)理

浙江大學機械制造及自動化專業(yè)博士

喜歡鉆研，熱愛科學的圣斗士

思維敏捷，語速快，信息量大

DLP打印技術原理術

在1981年，名古屋市工業(yè)研究所的小田秀夫（Hideo Kodama）發(fā)明了利用光固化聚合物3D打印出實體模型。在1987年，德州儀器（TI）的拉里·霍恩貝克（Larry Hornbeck）創(chuàng)建了DLP（Digital Light Processing）技術。

數(shù)字光處理（Digital Light Processing，縮寫：DLP）是在SLA技術出現(xiàn)的十余年后才出現(xiàn)的，該技術也是業(yè)界公認的第二代光固化成型技術，距今也有20多年的發(fā)展歷史了。DLP技術主要是通過投影儀來逐層固化光敏聚合物液體，從而創(chuàng)建出3D打印對象的一種快速成型技術。這種成型技術首先利用切片軟件把模型切薄片，投影機播放幻燈片，每一層圖像在樹脂層很薄的區(qū)域產(chǎn)生光聚合反應固化，形成零件的一個薄層，然后成型臺移動一層，投影機繼續(xù)播放下一張幻燈片，繼續(xù)加工下一層，如此循環(huán)，直達打印結束，所以不但成型精度高，而且打印速度也非�？�。

DLP3D打印工作原理示意圖

DLP打印技術應用范圍及現(xiàn)狀

DLP打印技術作為高端打印技術之一，被業(yè)內(nèi)高度關注，通過不斷優(yōu)化與進步。開始出現(xiàn)工業(yè)級、桌面機產(chǎn)品。其核心技術DMD芯片也在不斷更新迭代，目前最新的研究更是在打印時間上縮短了幾十倍，不僅在成型精度和成型速度上占有優(yōu)勢，而且在設備尺寸和價格上占有很大優(yōu)勢�？蛻羧后w增加，因此不斷吸引眾多企業(yè)駐足，真正開啟了DLP打印技術發(fā)展的大門，聯(lián)泰科技正是其中之一。

1.DLP打印材料,百家爭鳴，百花齊放

隨著時間的推移，SLA材料性能提升有限，但是DLP材料未來發(fā)展空間不可限量，而且趨向于深入不同應用場景。哪里有需求哪里就有市場！

世界材料巨頭贏創(chuàng)、巴斯夫、科思創(chuàng)、帝斯曼、漢高、Liqcreate陸續(xù)建立增材制造部門或分公司，研發(fā)光敏樹脂新型材料，他們把目光不約而同地放在了DLP領域。他們憑借自身的技術和產(chǎn)業(yè)資源積累，逐漸發(fā)力DLP打印材料，開發(fā)出新的性能，創(chuàng)造新的應用。我們有理由相信，傳統(tǒng)材料廠商的重視，可以很好加速DLP打印技術的發(fā)展和應用。

隨著在材料領域?qū)挾鹊募訌�，DLP打印陶瓷，DLP打印金屬逐漸進入人們的視野，我們用四個字總結DLP打印材料，大有可為，未來可期！

2.打印效果更勝一籌：精度好，效率高，細節(jié)好

基于DLP技術的3D打印機通過數(shù)以百萬乃至千萬個微小的、高精度像素進行成像 ，因此打印分辨率較高。基于激光的立體平板印刷設備的像素尺寸接近100μm的級別，采用了DLP技術的打印機的像素尺寸則達到15μm的級別，而我們頭發(fā)絲的寬度是100μm。

與其他3D打印方法相比

DLP打印機的打印分辨率要高得多

成品表面也更為光滑

因此整體打印效果令人更滿意

除了局部支撐幾乎不用打磨處理

后續(xù)的處理工作也更少

有視頻有真相!

3.“效率”是3D打印能否進入量產(chǎn)市場的重要條件之一。

傳統(tǒng)3D打印機的工作過程是由點到線，再由線到面，完成一層層特定形狀和圖像的構建。相比起DLP 3D打印機而言，打印速度較慢。而DLP 3D打印機的工作過程是投射并聚合一整層，借助光線照射到樹脂上，整個層一次形成，這能夠顯著地提升打印速度。加上高精度、快干型3D打印新材料的不斷應用，也讓DLP 3D打印的成型速度上一個階梯。目前聯(lián)泰科技的齒科專用DLP打印機達到40mm/h，輕松在25分鐘內(nèi)打印一版牙模。

應用范圍

齒科  

手辦潮玩  

珠 寶  

精密鑄造  

DLP的投影機產(chǎn)生的畫面對比度較高，光路系統(tǒng)設計得更緊湊，因而在體積、重量方面占優(yōu)勢。而且由于采用反射式原理，DLP投影機可以實現(xiàn)更高黑白對比度。

聯(lián)泰在DLP領域的造詣

齒科專用大幅面椅旁專用DLP3D打印機S300

可以精確到頭發(fā)絲的動漫專機π200

DLP 3D打印未來的發(fā)展方向

1. 突破幅面限制   

目前由于個別國家芯片技術壟斷，DLP技術發(fā)展受到限制。市面上DLP打印機尺寸具有明顯的局限性，幅面問題亟需解決。

不同領域?qū)τ诜�面的需求不一樣，例如，�?lián)泰科技全自動化批量生產(chǎn)正畸專用3D打印機D800的幅面768×432×30mm，使用了4*4K光機，實現(xiàn)了正畸行業(yè)大幅面打印的需求。聯(lián)泰科技牙科專用DLP 3D打印機S300的幅面249.6×140.4×240mm，滿足了技工所和齒科醫(yī)院的日常需求。

未來，隨著芯片行業(yè)的發(fā)展，DLP打印設備趨向更大幅面。

2.DLP的功率還是不夠高，限制了材料廠家的開發(fā)能力  

市場上，目前DLP單機最大功率達到6-8W。設計功率不足的問題限制了材料廠家的開發(fā)能力，同時，也制約了DLP打印技術的發(fā)展。

如何提高功率，是我們未來的發(fā)展方向。

知識小科普

提高DLP功率有這些好處：

·  提高打印速度，縮短曝光時間，打印速度更快。

·  提高打印幅面，滿足單位面積上的光功率密度。

·  降低對高性能材料開發(fā)限制，有些材料在足夠高的功率的情況下才能成型，比如金屬材料、陶瓷材料等。

3.核心部件的使用壽命和易維護逐漸加強

光機是DLP打印機的核心部件之一，聯(lián)泰科技一直努力延長其使用壽命，同時針對于核心部件的維護，聯(lián)泰科技更是提供了人性化的服務，降低維修和更換難度。DLP打印機離型膜也隨著技術的發(fā)展不斷被優(yōu)化，不僅使用壽命不斷延長，更換更便捷簡單，使用成本也在不斷地降低。

4.DLP打印機的發(fā)展趨向于兩端，高端工業(yè)級及低端消費級

隨著3D打印技術的發(fā)展及向各個領域的滲透，DLP打印機的發(fā)展分為兩大領域，高端工業(yè)級及低端消費級。高端工業(yè)級追求產(chǎn)品的打印效率和精細度；消費級DLP打印機追求性價比及操作便捷性。工業(yè)級DLP打印機的發(fā)展標志著新型制造業(yè)對工業(yè)發(fā)展正起著革命性作用，傳統(tǒng)制造業(yè)越來越多的弊端得以彌補。桌面級DLP3D打印機的出現(xiàn)，讓3D打印真正進入了普通大眾的視野，讓更多人認識并使用到了3D打印技術。可以說，不同的3D打印技術和設備正在各個領域發(fā)揮著不可替代的作用，為社會作出重大貢獻。

榮左超博士認為，稍微了解 DLP技術的人都知道未來應用空間巨大，但如何建立更完善的生態(tài)系統(tǒng)是一直是生態(tài)鏈各個企業(yè)最重要也是最具挑戰(zhàn)的部分，因為原有 DLP 相關的上下游合作伙伴多是投影儀市場的老玩家，對新的工業(yè)、汽車等應用領域并不熟悉，要在這些應用中培養(yǎng)挖掘出龐大以及強大的合作伙伴，是聯(lián)泰科技需要聯(lián)合上游企業(yè)一起要推進的重大事項。同時，聯(lián)泰科技也在SaaS級應用領域開展工作，滿足客戶在智能前處理、智能生產(chǎn)管理、云服務等方面的需求。