DLP-teknologi. Digital LED-projeksjon (DLP)
En serie artikler om DLP-skrivere. Det ville vært mer logisk å begynne med generelle prinsipper fungerer, men artikkelen om projektoren virker for meg mest relevant, fordi... spørsmål dukker opp om dem hele tiden. I tillegg er dette den viktigste og mest kostbare delen av en DLP-skriver.
Så en projektor for en DLP-skriver skulle uventet være av DLP-teknologi. Dette skyldes det faktum at strålingsspekteret som polymerfotoinitiatorene reagerer på og strålingsspekteret til projektoren har et veldig lite skjæringsareal. Effektiviteten er svært lav. I DLP-projektorer inneholder spekteret en viss mengde myk UV-stråling, som sammen med fiolett (bølgelengder ca. 390-410 nanometer) i det minste herder polymerer.
I alternativ 3LCD-teknologi passerer lampelys gjennom LCD-matriser og en blokk med massive glassprismer, som reduserer det allerede smale spekteret som er nyttig for oss.
Det neste er kritisk viktig parameter - lysstyrke. Lysstyrken til projektorer måles i ANSI-lumen (ANSI-metode for å måle nettopp disse lumen, kineserne kan ha sine egne - kinesiske, så vær forsiktig med dem).
Det antas at en skriverprojektor må ha en lysstyrke på minst 2700 lumen. Grensen er noe vilkårlig, men generelt anbefaler jeg å holde deg til den. Generelt er det bedre å se på lampens kraft. Fra 190 W og over er vårt alternativ. Vi ser at LED-projektorer bare går forbi.
Et lite hull i villmarken
I teorien, jo flere lumen, jo raskere bør polymeren herde.
Det er imidlertid en oppfatning at med samme lampestyrke er det ingen forskjell mellom en projektor på 2700 lumen og 3100 lumen, eller den er ubetydelig. Produsenter jager lumen og tyr til forskjellige triks for å blåse opp disse tallene. Det faktum at vi klarte å øke den generelle lysstyrken hvit, garanterer overhodet ikke at kraften til spektrumregionen av interesse for oss vil øke.
Kontrast. Det ser ut til at alt er enkelt her, dette er en holdning maksimal lysstyrke projektor til minimum. Maksimal lysstyrke oppnås når du viser hvitt, og minimum når du viser svart. Etter ANSI-metoden skal målinger utføres på én ramme. Men i jakten på tall, måler produsentene annerledes. Moderne projektorer har et dynamisk kontrastsystem som reduserer lysstyrken i mørke scener, gjør svarte så dype som mulig, og øker lysstyrken i lyse scener. Produsenter beregner forholdet mellom maksimal lysstyrke i en lys scene og minimum lysstyrke i en mørk scene, og oppnår kosmiske kontrastverdier i titusenvis. For oss er dette døde tall. Siden det er umulig å vite den virkelige kontrastverdien i en ramme uten spesialutstyr, gjenstår det bare å følge regelen, jo mer jo bedre. Det er bedre å ikke bry seg med denne parameteren i det hele tatt.
Tillatelse. Det er viktig å skille mellom projektoroppløsning og skriver XY-oppløsning. Projektorens tillatelse gis til den én gang ved fødselen. Standardverdier 800x600, 1024x768, 1280x800, 1920x1080 piksler. Du må se på din egen oppløsning, og ikke på den maksimalt støttede!
XY-oppløsningen til skriveren avhenger av projektoroppløsningen og størrelsen på arbeidsområdet. De. En oppløsning på 50 mikron (pikselstørrelse) kan oppnås med både en 1024x768 projektor og en 1920x1080 projektor, bare i det første tilfellet Arbeidsområde blir bare 40x30 mm, og i den andre 96x54 mm.
DPI-kalkulator vil hjelpe deg med å beregne størrelsen på utskriftsområdet og de tilsvarende oppløsningene for en spesifikk projektor
Selvfølgelig, jo høyere den opprinnelige oppløsningen til projektoren, desto kjøligere vil skriveren være. Jeg anbefaler å bruke projektorer med en oppløsning på minst 1024x768.
Koblinger. Fra et synspunkt om skriverproduksjon er det absolutt ikke viktig hvilket grensesnitt projektoren er koblet til. Du kan trygt koble til via VGA; dette er mer enn nok til å sende ut individuelle rammer.
Det er en kobling til som kan være nyttig for oss. Dette er RS232. Creation Workshops populære DLP slicer lar deg kontrollere projektoren gjennom dette grensesnittet. Du kan for eksempel konfigurere automatisk avstenging projektoren etter at utskriften er fullført. Hvis du planlegger å bruke den, må du sørge for at projektoren har en standard RS232 DB9-kontakt. På min kamp Acer P1273, tok en sjofel pervert følgende skitne triks:
Ikke bare en kabel, men en plugg er en hel søken etter å finne. Så vær forsiktig. Heldigvis bruker de fleste projektorer vanlige DB9-er.
I henhold til hovedparametrene ser alt ut til å være bra.
Fokusere projektoren. De fleste projektorer ut av esken kan ikke fokusere på området vi trenger. Unntaket er projektorer med kort avstand. Men de har en rekke ulemper. De er dyrere enn en vanlig projektor med lignende egenskaper. Det er mye vanskeligere å finne brukte. Og viktigst av alt, det er ikke klart hvilken spesifikk XY-oppløsning som kan oppnås på denne modellen av kortkastende projektor.
Konvensjonelle projektorer krever modifikasjoner.
Det enkleste alternativet er å bruke et ekstra objektiv. Akk, selv et velvalgt objektiv introduserer uunngåelige forvrengninger, så dette er et helt amatøralternativ. Selv om det vil gjøre det for enkle oppgaver.
Et mer komplisert alternativ er å skru ut låseskruen (eller fjerne stroppen på noen modeller) på linsen. Dette vil tillate deg å skru av linsen en ekstra halv omdreining. Noen ganger er dette nok. Hvis ikke, må du lage en "skjøteledning".
Jeg har allerede snakket om dette i detalj.
Dessverre er det et annet objektivalternativ, hvor tråden er mye vanskeligere å øke (linsen er plassert nederst på tråden og det er rett og slett ingen steder å sette inn adapteren). Jeg har sett "lette" linser på Acer og Benq. "Komplisert" på ViewSonic og Infocus. Hvordan finne ut hvilket objektiv som er i den uten å åpne den spesifikk modell, jeg vet ikke ennå, dessverre.
En ting til. Når du lager et objektiv på nytt, er det bedre å ta modeller der fokushjulet er plassert på objektivet (som på Acer P1273) og med avstand fra zoomspaken:
I modeller der fokus og zoom er kombinert, etter installasjon av utvidelsen, passer ikke knottene lenger sammen normalt, og du må endre dem på en eller annen måte:
Andre modifikasjoner(som jeg ikke godkjenner). Det er flere måter å øke den effektive lysstyrken til en projektor.
Fjerning av UV-filteret. Dette filteret er et stykke glass som kutter av en viss mengde stråling som er nyttig for oss. Noen instruksjoner anbefaler å fjerne den. Problemet er at dette glasset er en del av kjølesystemet (kanskje i noen modeller er dette ikke tilfelle). De. hvis den bare fjernes, vil det være et hull i kanalen og luftstrømmen endres. Man kan bare gjette hvordan dette vil påvirke levetiden til DLP-brikken. Det er ikke mulig å erstatte filteret med vanlig vindusglass - det tåler det ikke og sprekker. De. For å bli kvitt dette filteret på en smart måte, må du erstatte det med en slags varmebestandig UV-gjennomsiktig glass. Moderne polymerer lar deg ikke bry deg med dette.
Å bryte fargehjulet. Det er irreversibelt brudd, fordi Hvis du bare deaktiverer den, vil ikke projektoren bestå selvtesten ved oppstart og vil ikke slå seg på. Etter min mening en meningsløs hærverkshandling.
Tilsynelatende bør røttene til denne "modifikasjonen" søkes i dagene da DLP-projektorer hadde et fargehjul med tre segmenter, hvor opptil 60 % av lysstyrken gikk tapt når man sendte ut hvitt, og det var fornuftig å kvitte seg med det. I dag har et 6-segments fargehjul med en gjennomsiktig sektor blitt brukt i lang tid for å oppnå 100 % lysstyrke. Derfor tviler jeg på at en slik operasjon vil ha merkbar effekt. Selv om jeg ikke har prøvd det selv. Hvis noen har personlig erfaring, avslutt abonnementet i kommentarfeltet.
Generelt vil jeg ikke anbefale å rote med modeller før 2013 (betinget grense). Selvfølgelig er det en fristelse å kjøpe en "dinosaur" på eBay for 10 dollar, men det er bedre å spare nervene. I eldre modeller er barndomsteknologiske sykdommer som utilstrekkelig svart dybde eller ujevn lysstyrke mer uttalt.
Alt ser ut til å være i orden med hovedpoengene. Hvis du har glemt noe, spør i kommentarfeltet.
Hvis du har spørsmål om kjøp av 3DLab Basic polymer, vennligst skriv i en personlig melding. For andre spørsmål kan du også.
Lykke til!
DLP-teknologi – høyt utskriftsnivå
Først litt om seg selv
DLP-teknologier. Dekrypterer-
xia hun som Digital Light Processing
(digital lysbehandling) og var
ble oppfunnet tilbake i 1987, og
mer presist, brikken ble oppfunnet,
som gjorde dette mulig. Til og med
nå et Texas Instruments-selskap
og oppfinner av teknologi Doctor
Dr. Larry Hornbeck
eier en enorm mengde pa-
telt for teknologi.
Hva slags dyr er dette egentlig?
slik? DLP er rett og slett en av de mest
vanlige typer projektorer. Vi møter projektorer mange ganger i løpet av
livet, fra å gå på kino til en skolepresentasjon. Men vi kan ikke la være å eks-
endre seg når det kommer til et så magisk felt som 3D-utskrift. Derfor, selv om han
i utgangspunktet og ikke var egnet for en slik rolle, begynte den å bli aktivt brukt til å avvise
fotopolymer og nå kan den til og med finnes i skrivere fra 3D Systems, noe som bekreftes
Det er ingen profesjonalitet i bruken, til tross for at designet ikke er åpenbart.
Hva gjør at projektorstereolitografi skiller seg ut? Ofte, som et "pluss"-argument, er hastighet gitt.
Utskriftshastighet: siden hele laget er opplyst, blir prosessen ofte noe akselerert.
Regelen fungerer imidlertid ikke alltid: utskriftshastigheten avhenger av et stort antall faktorer, som f.eks
at det er bedre å fokusere på informasjonen fra produsenten.
SLA
Stereolitografi (SLA) er en av de vanligste metodene for additiv produksjon av 3D-modeller. Prinsipp denne metoden består av ultrafiolett stråling, som, når den treffer et lag med fotopolymerharpiks, gjør den hard. Denne teknologien har funnet utbredt bruk blant fagfolk. Men inntil nylig hadde ikke alle råd til slike teknologier, siden det er en ganske dyr fornøyelse. De dyreste er laserstrålere. Nå kan en slik skriver kjøpes til en pris av 170 000 rubler.
DLP som et bedre alternativ til SLA
DLP-metoden er et alternativ til SLA. I stedet for laserinstallasjoner Det brukes lette projektorer, som koster mye mindre, og følgelig reduseres kostnadene for selve 3D-skriveren. I SLA-teknologi skjer skanning ved hjelp av ett eller flere hoder, skrivere 3D DLP i Chelyabinsk projiserer et bilde av hele laget til det er fullstendig herdet. Etter at laget er stivnet, påføres neste lag og så videre helt til slutten, til gjenstanden er klar. 3D-skrivere i Chelyabinsk, arbeider med DLP-teknologi viser høye resultater i nøyaktighet og kvalitet og er på ingen måte dårligere enn den originale stereolitografiteknologien.
Dessuten er DLP-skrivere en stor konkurrent til SLA-skrivere. DLP-teknologier er mye brukt innen tannbehandling, maskinteknikk, smykkeindustri, design og produksjon av suvenirer.
Fordeler og ulemper med DLP-teknologi
3D-skrivere som bruker DLP-teknologi har en rekke fordeler og ulemper. Hvilken fordelene med DLP-skrivere?
- Høy kvalitet;
- Nøyaktighet;
- Fotopolymer er et byggemateriale som har bred rekkevidde mekaniske egenskaper, og kan være enten hard eller myk;
Ulemper med teknologi:
- Høy pris på fotopolymerharpiks;
- Høyere nøyaktighet kan bare oppnås ved å redusere utskriftshastigheten. Med andre ord, jo mer presist et objekt er nødvendig, jo langsommere vil det bli reprodusert.
Men til tross for noen mangler, har denne teknologien vist seg veldig godt og har funnet bred anvendelse blant fagfolk og 3 Dprototyping. Takket være det kan du gjenskape de mest komplekse designene, mest små deler. Og harpiksen, som er grunnlaget, er miljøvennlig og ganske holdbar. Derfor vil ferdige produkter vare i lang tid og vil være så realistisk som mulig.
I midten av 2014 ble utviklingen av linjen med profesjonelle 3D-skrivere med høy presisjon Starlight 3D og russisk DLP fullført i St. Petersburg.
Starlight 3D er profesjonell løsning for smykker, odontologi og andre områder hvor det kreves den høyeste presisjonen av modeller, som den godt kan gi, og russisk DLP er rettet mot trenings-, hobby- og 3D-printerentusiaster.
De erklærte egenskapene er svært ambisiøse: en lagtykkelse på 20 mikron er nok til å skrive ut mastermodeller av smykker, tannlegemodeller og ingeniørprototyper med høyeste nøyaktighet. Maksimal oppløsning langs X- og Y-aksene har den respektable 45 mikron.
Vi testet den russiske DLP 3D-skriveren og intervjuet skaperen.
Utstyr og tekniske egenskaper til russisk DLP
Av de presenterte tekniske egenskaper Det eneste som er litt underveldende er utskriftsområdet, som er 96x54x180 mm. Eventuelt kan den økes til 144x81x180mm ved å montere en ekstra overflate for oppbygging av delen (substratet).
Russisk DLP kommer i en hard treboks store størrelser. Pakket og festet sikkert, så det skal ikke være noen problemer eller skader under transport.
Pakken inkluderer: selve skriveren, kabler for å koble til skriveren og projektoren, en disk med programvare, brukerhåndbok og andre nyttige småting, polymerbad og selve fotopolymeren i et volum på 1 liter.
Skriveren er utstyrt med en Vivitek DLP-projektor med FullHD-oppløsning og økt lampelevetid, noe som er veldig viktig detalj for en 3D-printer – eksponering av modeller kan ta svært lang tid lang tid, og en lang levetid for lampen vil bidra til å redusere skrivervedlikeholdskostnadene til et minimum.
Generelt tørt Teknisk informasjon dette er selvfølgelig flott, men det som er mye mer interessant er hvordan skriveren oppfører seg i drift: hvor enkel den er å bruke, pålitelig, stabil, og viktigst av alt, hva er kvaliteten på de resulterende delene.
Utseende
Utformingen av skriveren er så enkel som mulig - en åpen ramme, i den nedre delen av hvilken en projektor er montert på en bevegelig ramme, i den øvre delen er det et arbeidskammer, lukket med en rød gjennomsiktig kropp. Underlagsskruen og logobelysningen er laget i rødt. Alt sammen ser det stilig ut og forsterker inntrykket av den enkle designen til hele skriveren.
Føringene, trinnmotoren og løftebordet er synlige og åpne for vedlikehold og service.
Bak arbeidskammer det er kontrollelektronikk skjult i et solid hus.
Kanskje et element som krever ekstremt forsiktig håndtering er fotopolymerbadet. Filmen som er på glasset er ganske tynn, og skade på den og inntrenging av harpiks vil sette en stopper for utskriften. Så du må være veldig forsiktig når du rengjør badekaret.
Det er svært få kontroller på selve skriveren – på/av, tilbakestilling og plattformhøyde-knapper. All annen kontroll utføres ved hjelp av en datamaskin koblet til skriveren. Selvfølgelig er det fortsatt kontroller på projektoren, men mer om dem senere førstegangs oppsett, kan du glemme.
Programvare
Disken inneholder alle filene og programmene som er nødvendige for utskrift: en skriverdriver, sekvenser (et sett med bilder for hvert lag) for rengjøring, ulike støttefiler, en brukerhåndbok og to av de mest viktige programmer: Creation Workshop og RussianDLP Print Manager.
Creation Workshop er et slicer-program for SLA- og FDM-skrivere. Den har praktisk manuell plassering av ulike støtter og justering av deres form. Ved utgangen eksporterer den modellen som en sekvens av bilder, som overføres til RussianDLP Print Manager. Alle innstillinger som sendes til skriveren angis her - eksponeringstid, lagtykkelse, løftehastighet og annet.
Oversikt over prosesser og utskriftskvalitet
La oss umiddelbart legge merke til at ut av esken krever skriveren litt oppsett og kalibrering. De fleste av disse innstillingene trenger ikke gjøres senere, og utskriften starter mye raskere.
Hvis den samme fotopolymeren brukes og skriveren ikke har blitt transportert, vil det ikke være nødvendig med andre manipulasjoner enn skjæring før utskrift.
Hver den nye typen fotopolymer krever egne innstillinger for lagtykkelse, eksponeringstid og eksponeringstid for de første lagene. Men overflod av innstillinger betyr også et stort nummer av proprietære harpikser brukt:
Fullt brennbare smykker fotopolymer
Teknisk fotopolymer
Keramisk fotopolymer
Forresten, særpreg av disse materialene er at kostnadene deres ikke avhenger av valutasvingninger, og de er alle produsert i den russiske føderasjonen.
Vi bestemte oss for å teste den for arbeid innen smykker, som det feltet som er mest krevende med tanke på modellnøyaktighet. La oss sjekke det ved å skrive ut to kopier av ringer med ganske komplekse geometrier. Modellen inneholder mange hull som måler ca 0,5 mm. I dette tilfellet ble den medfølgende harpiksen fra vår egen produksjon, Starlight, rød i fargen, brukt.
For utskrift brukte vi følgende innstillinger for det russiske DLP Print Manager-programmet:
Vi kobler til skriveren og begynner å skrive ut. Den første utskriften gikk uten problemer: modellen var perfekt festet til underlaget og ble skrevet ut vellykket. De små hullene er fylt med harpiks, men dette kan løses ved å spraye modellen med sprit fra en sprayflaske. Hullene renses, vi sender modellene for endelig polymerisering i et ultrafiolett kammer, og evaluerer resultatet.
Ringene ble helt perfekte. De minste detaljene er utarbeidet, tegningen på dem er også veldig detaljert, det er ingen lag i det hele tatt, verken å ta på eller visuelt. Skriveren begrunnet alle de angitte egenskapene. Harpiksen er ganske fleksibel, overflaten er blank. For øvrig var kostnaden for hver polymerring omtrent åtte rubler.
Til sammenligning trykket vi den samme ringen på samme prisklasse Formlabs Form 1+-skriveren og sammenlignet resultatene. 
Her vant russisk DLP i utskriftskvalitet: det tynne nettet ble mye bedre, i motsetning til Form 1+. En annen fordel er antallet støtter: Form 1+-skjæreren genererte dem et stort antall, som vil forårsake problemer under etterbehandling. I CreationWorkshop, som bruker russisk DLP, kan støtte settes manuelt, og mye mindre av dem er nødvendig. Og enda et pluss til russisk DLP - takket være det spesialformede substratet er den nødvendige substrattykkelsen mye mindre, noe som sparer fotopolymer betydelig og reduserer utskriftskostnadene.
Under utarbeidelsen av denne artikkelen klarte produsenten å trykke en ring på den brennbare Starlight-fotopolymeren som ble utgitt for bare noen dager siden og viste kvaliteten på brenningen.
Støperesultatet er rett og slett utmerket, detaljene i modellen er ekstremt høye og metallringen ser flott ut. For å oppsummere kan vi si at selv den yngste modellen i linjen trygt sikrer høykvalitets utførelse av modeller for smykker.
Konklusjon
Skriveren fortjener definitivt oppmerksomhet. Siden den er en av de billigste modellene i sin klasse, gir den utskriftskvalitet som ikke er dårligere enn konkurrentene.
Selvfølgelig trenger du det foreløpig forberedelse, vilje til å eksperimentere og kunnskap om 3D-utskriftsmetoder, men du vil få riktig resultat. Samtidig er skriveren pålitelig, alle elementer som utsettes for slitasje er godt laget og kan enkelt vedlikeholdes om nødvendig.
Vi kunne ikke unngå å benytte oss av muligheten og gjorde et kort intervju med skaperen av innenlandske 3D-skrivere Starlight 3D og russiske DLP om utviklingen og planene hans for fremtiden:
Å skrive ut 3D-modeller er fortsatt nytt, og mange mennesker forstår fortsatt ikke hva det er, hvordan det fungerer og hva det er for. 3D-utskrift – nyttig teknologi, som letter arbeidet til spesialister i mange bransjer.
Forstå 3D-printing og DLP
3D-printing dukket opp som en prototypemetode. Prototyping er å lage en modell i materiell form. Først lages en 3D-modell. Da må det produseres i materialet. Dette er nødvendig for å illustrere ideen om det fremtidige produktet og for å gjennomføre tester. Prototyping var nok utfordrende oppgave til den dukket opp Rask teknologi Prototyping – rask prototyping.
Før bruken av rask prototyping, måtte designet lages for hånd. Modellering, skru på en maskin og så videre - alt dette er en ganske langvarig prosess som tar tid. Følgelig går effektiviteten til hele produksjonen tapt. Enheter som ble kalt 3D-skrivere løste dette problemet. Oppsettet lages raskt og er en modell av høy kvalitet.
3D-printer er en enhet for lag-for-lag-oppretting ekte objekt basert på en tredimensjonal modell laget på en datamaskin av den aktuelle programvare. Det er flere teknologier. Noen av de mest effektive er enheter med en DLP-projektor.
Digital Light Processing (DLP)– digital projeksjonsteknologi basert på bruk av mikroskopiske speil. Det har bred bruk på mange områder, for eksempel innen medisin.
LED-projeksjon i 3D-utskrift er hovedkonkurrenten til SLA – laserstereolitografi. SLA er utbredt, men har høy kostnad, på grunn av bruk av laser. Disse metodene kalles additiv.
Hvordan DLP fungerer
DLP-enheter er basert på bruk av speil. Det mikroelektromekaniske systemet lager et bilde ved å kontrollere speil som er plassert på en halvlederbrikke. Prinsippet for drift av speil ligner på digital kode bestående av nuller og enere. I dette tilfellet er enheten det reflekterte lyset når det faller på speilet, og null er det absorberte lyset når det faller på radiatoren. Speilene er raskt plassert, slik at du kan kontrollere lysintensiteten og legge til nyanser til bildet.
I henhold til programsett tredimensjonal modell, lys rettes mot områder av det trykte materialet. Ved eksponering for lys stivner stoffet. Etter hverandre dannes lag av produktet. Med andre ord, skriveren "vokser" objektet.
Minimum lagtykkelse ved bruk av DLP er svært liten - 10 mikron. Dette er den beste nøyaktighetsgraden blant 3D-skrivere. Utskriftshastigheten er også høyere enn for teknologier som FDM, SLA, SLS.
Materialer for 3D-utskrift ved bruk av digital LED-projeksjonsteknologi
For 3D-utskrift, mest forskjellige materialer, fra metall og betong til sjokolade. Med utviklingen av 3D-printing øker også antallet materialer som egner seg for dette. Takket være dette åpner de de bredeste mulighetene i produksjon.
For additive trykkmetoder brukes kun fotopolymerharpikser. Dette er flytende polymerer som er følsomme for ultrafiolett stråling. Materialbegrensningen skyldes at stoffet må herde under påvirkning av stråler. Det er tydelig at metall eller sjokolade ikke egner seg til dette.
Imidlertid brukes LED-utskrift effektivt. Dette er en av typene skrivere som er ganske egnet for hjemmebruk. Fotopolymerprodukter er svært holdbare. Den eneste ulempen er kostnaden Rekvisita– Det er vanskelig å finne billige fotopolymerharpikser. Printerne selv har allerede rimelige priser.
DLP 3D-skriverdesign
Utformingen av slike skrivere er ikke for komplisert. De består vanligvis av en plattform, en DLP-projektor og en beholder med væske. I utgangspunktet er plattformen nær overflaten av væsken. Det første laget projiseres, hvoretter plattformen hever seg. Prosedyren gjentas til produktet er klart.
Kommersielt tilgjengelige skrivere kan variere i design. Noen av dem har en plattform som går ned i stedet for opp. Løsninger skapes med forskjellige volumer av fotopolymerbeholdere og plattformstørrelser.
Søknad og prospekter
Den mest åpenbare bruken av 3D-utskrift er rask prototyping. Fordelen med denne metoden fremfor subtraktiv (fjerning av overflødig) har gjort 3D-skrivere populære blant designere og ingeniører.
Fremskritt innen teknologi har gjort det mulig å bruke 3D-printing til enkel masseproduksjon. Dette kan betydelig forenkle og redusere kostnadene for mange bransjer. Additive teknologier er ganske lovende i denne forbindelse. Et av problemene er at utskriftshastigheten er utilstrekkelig for masseproduksjon.
Det pågår utvikling for å bruke 3D-utskriftsteknologier i medisin. Utviklingen i bruken av organiske materialer kan gi betydelige fordeler. For eksempel er det allerede noen resultater på utskrift av bioimplantater.
En lovende retning er utskrift elektroniske enheter. Utvilsomt er denne teknologien mer kompleks enn å "vokse" lag for lag, men det var vanskelig å tenke på egenskapene til 3D-skrivere nylig.
3D DPL-skrivere er mest utbredt blant hobbyfolk. Du kan lage fantastiske ting med disse enhetene. vakre gaver og suvenirer.
Fordeler og ulemper DPL-skrivere
Til fordelene DPL-skrivere har høy utskriftsnøyaktighet og hastighet. Digital projeksjonsteknologi er generelt veldig nyttig, som det fremgår av dens anvendelse på mange områder. Det er alltid viktig å ta hensyn til fremtiden, og 3D-printing har ennå ikke avslørt sitt fulle potensial. En annen fordel med disse DLP-enhetene er deres lavere pris enn andre skrivere.
Til ulempene kan tilskrives materialet som er brukt. Problemet er sikkerheten til materialene som brukes. Det er ganske giftige polymerharpikser. Og de er også ganske dyre. Men resultatene kompenserer fullt ut for disse manglene.
Hei alle sammen! Jeg vil fortelle deg om hobbyen min - å bygge DLP 3D-printere. Jeg hørte først om stereolitografiteknologi da B9Creator-skriveren ble utgitt på KickStarter, siden da ble jeg interessert og begynte å studere dette emnet. Ved første øyekast er teknologien i seg selv ganske enkel, bare én akse med en plattform der et lysfølsomt materiale - en fotopolymer - herdes lag for lag ved hjelp av en projektor eller laser, men kompleksiteten, som det viser seg, er i detaljene. Det er to hovedproblemer med stereolitografi: separasjon av laget fra bunnen av polymerbadet og presis fokusering av lysstrømmen.
Lagseparasjon
Til å begynne med vil jeg dvele mer detaljert ved det første problemet. Etter herding fester fotopolymeren seg meget sterkt til alle overflater. I tillegg, når modellen rives av fra bunnen av badekaret, er det en sugekoppeffekt (på grunn av vakuum og viskositeten til polymeren), derfor må det i tillegg til det anti-klebende belegget være noe i lagimplementeringssystem som minimerer denne effekten. Jeg vil fremheve følgende hovedtilnærminger til lagseparasjon:
1. Skift med nivåovergang. Badekaret er en to-nivå beholder; modellen beveger seg fra ett nivå til et annet (lavere). Det kan være enten en glidebryter eller en rotasjonsbevegelse. Brukes i B9Creator, Autodesk Ember-skrivere
2. Tilt (helling) av bunnen av badekaret. Denne arten kan også deles inn i 2 underarter:
- den såkalte passive tilten. En tilnærming der vippen til badekaret er forårsaket av selve modellen, dvs. modellen strekker seg oppover og trekker bunnen av badekaret, som enten er på rotasjonsaksen, eller på fjærer, eller rett og slett er deformert, og til slutt løsner. Spesielt tilfelle Denne tilnærmingen er et fleksibelt (Flex) bad. Den brukes i mange skrivere på grunn av dens enkle implementering; blant de velkjente kan jeg nevne Kudo Titan 1.
- tilt, som skapes av en ekstra motor. Brukes i Form 1, Envisiontec og mange andre skrivere.
3. To Z-akser, først heves den ene siden av plattformen, deretter den andre. Blant de kjente skriverne kan jeg nevne Solidator.
Jeg startet konstruksjonen min med den første tilnærmingen, i bildet og likheten til åpen kildekode B9Creator. Resultatet ble min første 3D-skriver, dette garasjebeistet:
Det ble skrevet ut ganske bra, og i lang tid så jeg ikke etter alternative tilnærminger, men senere identifiserte jeg følgende ulemper:
1. Gliderens bevegelsesplan må ideelt sett være parallelt med lagets plan, ellers vil bunnen av badekaret, når den forskyves, fange seg på modellen og forskyvninger, artefakter osv. vil oppstå.
2. Selv med perfekt parallellitet, under skjæring er det en sidebelastning på grunn av friksjon på bunnen og på grunn av viskositeten til polymeren, som et resultat vil tynne elementer (spesielt hvis polymeren ikke er sterk nok og svært viskøs) bli avbrutt eller forskjøvet, noe som vil føre til en "skitten" overflate eller ingen skrivefeil.
3. Det er vanskelig å bruke andre anti-adhesive stoffer enn organosilicium silikon (PDMS). Organokrenisk silikon i seg selv er bra som slippbelegg, men det blir raskt uklart, som et resultat krever det hyppig utskifting, noe som er upraktisk. Silikon sprer også lys kraftig (spesielt tykke lag), noe som resulterer i reduserte detaljer.
Jeg bestemte meg for å prøve den andre tilnærmingen, passiv tilt ved å bruke teflon i bunnen av badekaret på grunn av den enkle implementeringen. Men en ting som plaget meg var at belastningen ved løft fortsatt er veldig stor, fordi modellen drar hele vekten av badekaret. Med denne tilnærmingen faller modeller ofte av plattformen; tykkere støtter er nødvendig. Derfor, slik at vekten av badekaret ikke falt på modellen, laget jeg en stålramme med magneter. Før limiteren ble rammen trukket av magneter og trakk badekaret opp med seg, etter limiteren ble badekaret vippet, og modellen med fortsatte å bevege seg oppover. Det så slik ut (det andre garasjedyret): Senere ble denne skriveren modifisert mye, en ny, kraftigere ramme, lineære skinneføringer og en normal rotasjonsakse for badekaret ble installert, men det var ikke mulig å oppnå en ren overflate. Inntil jeg endelig forsto hele hovedfeilen ved den passive tilt-tilnærmingen, skal jeg prøve å forklare det med bilder.
De. Bunnen av badekaret, når den roteres i bevegelsesretningen til plattformen, skaper en ekstra sidebelastning, noe som resulterer i en skitten overflate av modellen. Til sammenligning, vippingen av badekaret bort fra modellen der dette problemet ikke oppstår:
Generelt kan dette problemet løses hvis bunnen av badekaret er så fleksibel som mulig (mye mer fleksibel enn den herdede polymeren). Det såkalte Flex Vat, badekar med teflon (fluoroplastisk) fleksibel bunn, har akkurat begynt å dukke opp på utenlandske temafora. Og jeg bestemte meg for å lage min egen versjon. Det første jeg kom over var at fluorplastfilmen har en spenningsterskel, etter en viss kraft strekker den seg. Følgelig, jo tykkere filmen er, desto sterkere kan den strekkes, men det viktigste er at dette ikke går på akkord med gjennomsiktigheten og den støtdempende effekten. Som det viste seg, hvis badekaret er stort, selv med den maksimale strekk av filmen, vil det fortsatt synke under vekten av polymeren og trykket på plattformen ovenfra som et resultat av forvrengning av geometrien og ikke-utskrift . Jeg prøvde å lage en støttebunn som filmen strekkes på, mens filmen kan bøye seg oppover, men nedenfra lar den ikke plexiglassbunnen bøye seg. Men denne tilnærmingen slutter å virke etter første vask av badekaret og fuktighet kommer mellom filmen og plexiglasset, filmen fester seg til den på grunn av vakuumkrefter og hele den støtdempende effekten elimineres. Så jeg bestemte meg for å lage 2 bad, ett for detaljerte modeller med høy oppløsning og tynne elementer, i utskriftsområdet er det bare 0,1 mm fluorplastfilm, resten av området er støttet av en plexiglassflens. Andre bad for volumetriske modeller og lavere oppløsninger, er bunnen av badekaret helt laget av 0,5 mm PET, som en fluoroplastisk film er strukket over, et kompromiss mellom den støtdempende effekten og evnen til å synke på grunn av vekten av polymeren og trykket til plattform. Badet ser slik ut:
Men siden for store overflater den støtdempende effekten på det andre badekaret er minimal, bestemte jeg meg for å legge til en aktiv tilt av badekaret til skriveren min, og bruken av et fleksibelt badekar og tilt samtidig skaper en enda mer "skånsom" ” separasjon av modellen fra bunnen av badekaret. Vel, du kan alltid velge en av utløsningsmetodene eller bruke begge samtidig, pluss, med en tiltbevegelse med tilstrekkelig amplitude, er det mulig å forkaste de frem- og tilbakegående bevegelsene langs Z-aksen og trekke modellen ut av badekaret "trekk". Denne gangen bestemte jeg meg for å gjøre alt "riktig" og satte meg ned for å utvikle tegninger i SolidWorks. Jeg planla produksjon ved å laserskjære og bøye 3 mm aluminium, jeg tenkte ikke så mye på designet, det viktigste var enkelheten i design og montering. Jeg laget en logo og kom opp med et "originalt" navn :). Resultatet av utviklingen var denne pepelats:
Vel, etter en stund satte jeg sammen den endelige versjonen (15-tommers bærbar PC for skala):
Deretter vil jeg snakke om det andre problemet, dette er å fokusere projektoren til et lyspunkt med en piksel riktig størrelse. Fordi Jeg planla å ta igjen og kjøre forbi Envisiontec :))), så ønsket jeg å fokusere projektoren til et lyspunkt med en piksel på 25-30 mikron (XY-oppløsning). Naturligvis vil ingen kommersiell projektor med et standard optisk system fokusere slik, så modifikasjon er nødvendig. Det er mest sannsynlig ingen universell oppskrift her, men hver projektor har et zoomhjul som beveger zoomobjektivet, her er vår oppgave å "løsne" objektivet fra hjulet og flytte det til stedet vi trenger, som er det jeg gjorde for projektoren min. Klarhet, som jeg allerede skrev, påvirkes av mange ting, grumset i bunnen, tykkelsen, materialet den er laget av, fra min egen erfaring vil jeg si at jeg fikk de beste detaljene på naken strukket fluoroplastisk film. Deretter er selve fokuseringsprosessen viktig, jeg anbefaler å gjøre dette med mørke briller (linjene er mye tydeligere) og noe (vanligvis en papirmal for kalibrering) bør plasseres på overflaten av badekaret, for ofte ser øyet brutt lys på den nedre overflaten av bunnen av badekaret, men du må fokusere på den øvre overflaten.
Programvare
Jeg brukte kildekoden til B9Creator 1.6-programvaren, distribuert under GPL-lisens v3, heldigvis forstår jeg litt C++. Modulen for å ordne støtter og skjære i lag forble praktisk talt uendret, skriverkontrollen ble tilpasset fastvaren, lagt til støtte for en justeringsmaske, samt for muligheten til å plassere støtter og skjære i lag i Creation Workshop, og lagt til en CWS filkonvertering. Som kreves av GPL, legger jeg også ut en kompilert win32-versjon
Bunnlinjen
Alt beskrevet ovenfor er bare min personlige erfaring, jeg later ikke til å være sant.
Som et resultat viste skriveren seg å ha følgende egenskaper:
XY belysningsoppløsning: 25-50 mikron
Posisjoneringsoppløsning i Z: 10 mikron (uten mikrotrinn, henholdsvis 5, 2,5 .... osv. mikron med trinnknusingsmodus aktivert)
Dimensjoner for XY-utskriftsområde: 48 x 27 mm (ved XY-punkt 25 mikron), 96 x 54 mm (ved XY-punkt 50 mikron).
Byggehøyde: opptil 200 mm.
Vel, bilder av utskrifter
På et elektronmikroskop, modell M4, trykt på EnvisionTEC Perfactory Aureus (skriver som koster 2,8 millioner rubler), polymer RCP30 (40-50 tusen rubler per kg) og ved siden av min versjon (30 mikron XY, 20 mikron lag) polymer MaikerJuice (3 -4 tusen rubler per kg).