LCD技术的光固化3D打印机

30多年前，3D打印面世那天，即是从光固化技艺SLA（激光扫描）平面光刻技艺开端的。是以光固化才是3D打印技艺的大哥。后来众人都晓得的reprap的开源技艺，让FDM的熔融挤出技艺走向公众，SLS的烧结技艺，独特做为金属烧结，使3D打印走向高端运用。光固化本身也进展也层见叠出。

光固化干流技艺，第一代SLA，操纵紫外激光（nm或nm）为光源，用振镜系统来把持激光光斑扫描，扫过之处的液体树脂就抉择性固化了。第二代DLP紫外数字投影技艺，操纵nm光源，经过德州仪器的数字微镜技艺，抉择性的将面光源投射到液态树脂使之固化。个中DLP技艺包含台甫鼎鼎的速率快倍的CLIP接续打印技艺。全部光固化技艺的z轴方位分为两种计划：桌面型都是光源不才，经过窗口和离型膜，成型往上拉出来；产业大型的都是光源在上，成型下降到液面如下，液面不须要离型膜。二、LCD技艺的光固化详解光固化技艺，除了SLA激光扫描和DLP数字投影，今朝产生了一种新的技艺，即是操纵LCD做为光源的技艺。LCD打印技艺，最简洁的懂得，即是DLP技艺的光源用LCD来取代。咱们能够回想光固化技艺的特点，每一个光固化技艺的重点都是缭绕光源题目的办理计划，从激光扫描的SLA，到数字投影的DLP，再到最新的LCD打印技艺。很有道理的通知你，原来LCD技艺分为两种，两种还不相同。其分边界即是光源波长，一个是nm紫外，一个是-nm看来光。LCD掩膜光固化：用nm紫外光（和DLP相同），加之LCD面板做为抉择性透光的技艺，是LCD掩膜技艺（LCDmasking）或许行业里有许多各自的名字，比如抉择数字光处置（mDLP），液晶DLP技艺，紫外掩膜固化等等。LCD掩膜技艺从年就有人开端研发。有乐趣能够搜到最先的创客用正常电脑LCD显示器去掉背光板，加之的LED灯珠做背光，试着打印uv树脂。z轴的办理计划不过是滑块，丝杠和步进机电，机电启动板均能够用单片机类或许今朝FDM最盛行的RAMPS板办理计划。LCD的启动原来和全部显示器的启动相同，VGA或许hdmi接液晶启动板再接LCD面板，背光用nm灯胆或许LED阵列，加胶卷镜片来匀称散布光照。

第一个贸易用的LCD掩膜3D打印秘密究查到iboxnano，年的一个较为胜利的kickstarter众筹项目。

台最小的3D打印机，第一个最肃静的打印机等等。这个机械益处很赶上，比之前的DLP要好些。不够是，一个是打印尺寸过小，3寸屏幕。第二个打印精度太差，微米的平面内精度，由于谁人LCD屏幕的分辩率是比拟低的。相同是kickstarter的一个项目，固然走光依然宛若iboxnano强调的，价钱低廉但技艺好，又是高精度面成型的光固化，技艺老练度也很好，参数很动人，独特是速率方面。固然宛若全部桌面级其它光固化打印机，这个是上拉式，树脂槽上面是LCD板，再上面是背光。今朝国内好几家险些同时推出5.5寸2k屏幕的LCDMasking旨趣打印机，最大的特点即是，众人都用的5.5寸夏普某款*分辩率的屏幕。听说这款屏幕价钱低廉，分辩率高，最有价钱的一点是，本事受高达几百小时nm近紫外光的蹂躏。打印机梗概长上面如许。益处很显然，树脂低廉，机械也不贵，精度比第一代SLA高多了，摆设体积小，唱工也比拟不错。获利于开源的树莓派硬件和软件，脱机打印或许无线把持打印都完成了。

机械代号或许厂家包含：wanhao、KLD、YLD01、斯泰克、zhiyao、诺瓦、Easy3D.....固然再有其余不同办理计划。紧要取决于采纳不同屏幕做为透光的掩膜，LCD上面正常都是led灯做为背光。这边众人自行搜查吧。上头列了这类打印机的许多例子，归纳一下优弱点：益处：精度高。很轻易抵达平面精度微米，优于第一代SLA技艺，和今朝桌面级DLP技艺有可比性价钱低廉。紧要比拟前辈技艺的SLA和DLP，这脾气价比极为赶上。布局简洁。由于没有激光振镜或许投影模块，布局很简洁，轻易组装和修理树脂通用。由于采纳nm背光，全部DLP类的树脂或许大部份光固化树脂理论上均能够兼容。惟独当心某些SLA专用树脂，不确定兼容性很好，紧要怕暴光不够。同时打印多个零件不殉国速率。由于这个和DLP技艺相同，是面成型光源。弱点：LCD可选范畴很少：这个技艺关键部件LCD，须要对光有很好的抉择性透过，还要经得住几十瓦LED灯珠的数小时高强度烘烤，再有散热和耐温功能的检验。是以不是每款LCD屏都能用的上。以上办理计划曾经办理LCD抉择这个紧要题目了。同时，倡导用户做好销毁LCD屏虚改换的情绪筹备。这个LCD屏是易耗件。

LCD打印操纵经过中老化。打印尺寸偏小：这个原来没毛病，桌面机械嘛，比起DLP机械或许桌面激光SLA机械依然旗鼓相当的着末一点是益处也是弱点：这些技艺是开源的，技艺壁垒低轻易仿造，众人能同享或许DIY这类机械，只需你找到适宜的屏幕。看来光固化：另一种即是visiblelightcure，简写VLC，全面抛却之前全部光固化必需操纵紫外光的前提，操纵正常光（看来光，nm-nm）就能够使树脂固化，完成打印。按旨趣分辨即是光源再一次进级，用正常的LCD显示面板，不加任何改装或改背光，直接做为光源。固然，看来光固化不但限制于LCD屏幕，能够扩充就任何显示器（等离子，CRT，背投，LED阵列，OLED）和任何投影（DLP，3LCD，SimpleLCD，LCoS）以及其余任何显示技艺（激光扫描成像，光纤阵列等等）。它和上头LCDMasking的技艺差别有两个：1.操纵正常LCD屏幕，无需改背光2.能够操纵投影或其余显示摆设做光源上头第一点扩充来，即是手机平板的屏幕上头第二点扩张开来，倘若操纵投影，即是近似DLP技艺，但不必德州仪器的DLP芯片。

Olo是第一个操纵手机屏幕完成光固化的耗费级打印机，是众筹网kickstarter里边智能硬件的明星项目。OLO很好的表现了VLC技艺对光源的不同请求，是以正常智妙手机的大屏幕都能成为打印机的光源。再有一个益处即是手机本身集成主板硬件和打印软件，那打印机就不必再装这些了。简洁来讲，这个光固化打印机，贵的那一半曾经在你手机里（把持主板，光源，软件），低廉的那半个在谁人黑盒子里（z轴平台，树脂槽，遮光罩）。我总以为这个和谷歌的cardboardbox的VR盒子的确殊途同归！OLO打印机对用户的意义，在于3d打印机加入公众耗费，成为智能硬件。能够预见到，基于VLC树脂的3D打印机也会越来越多，重点特点即是操纵各式耗费级公众化的显示摆设，比方平板电脑的屏幕，家用投影仪，可妙手机电脑的投影仪。是以也不稀奇，平板电脑变成打印机的项目曾经在海外众筹了。着末讲解一下潘多拉。寰球范畴内，用看来光技艺的厂家，photocentric是第一个，潘多拉是第二个，今朝OLO暂时算第三个。潘多拉今朝曾经有量产机型。最新的是一款性价比高的10寸屏幕机械，在约宽幅内部完成约2千个像素，精度抵达微米。今朝针对创客供给了整机计划和DIY套件计划。

三、LCD光固化3D打印机回想和瞻望在3D打印技艺里，关连于进展十多年的FDM老练技艺和中高端运用上风显然的SLA和DLP技艺，LCD技艺才适才开端。算上年第一个DIY摆设或许年第一个贸易产物，才几光阴阴，是以老练度远没有其余技艺老练，摆设表率也寥寥无几。思量到本身LCD显示技艺进展也才是近十多年来百尺竿头的，以其为重点的这个3D打印技艺才适才起步也不够为怪。为甚么昔日光固化从SLA激光扫描开端？由于那时最佳的光源惟有激光，强度高，聚焦细，还能被振镜把持扫描。同时SLA技艺依赖大范畴投入的高端产业激光技艺。一旦激光技艺老练了，咱们获得了光驱技艺，激光测距技艺，激光切割和镌刻，再有激光（纸张）打印机，激光笔演示，固然再有咱们商议的激光SLA打印。是以说激光老练和公众化，给咱们带来了不同业业的打破性进展。不过这个打破在20年前就产生了。

激光SLA进展十多年年后才有DLP投影技艺，是以今朝光固化打印的许多打破都在DLP的3D打印上。DLP技艺赶上特点，一个是接续暴光，一个是面成型。这边包含carbon3D的接续固化CLIP技艺，速率抵达百倍。CLIP必需采纳接续暴光，惟有DLP能做到，是以这是很紧要的前提前提。同时DLP的面成型促成了许多有特点的机械，比如许多珠宝级的机械只可用DLP的旨趣，才具抵达微米如下的精度。SLA固有光源亮斑太大，或许小亮斑扫描光阴过长，不恰当超高精度打印，同时这点也限制SLS技艺（都要激光嘛）；那FDM之类的精度就加倍能干为力。反过来，DLP束缚了大尺寸打印的或许性。为甚么呢？由于险些全部DLP都是用德州仪器的DMD芯片。只需德州仪器不肯意（或许不争气），那末咱们的DLP光源就一向停顿在分辩率左右。因而许多DLP机械就犯了谁人不行窜匿的毛病：要末打印大而粗拙，要末小而细致，老是鱼和熊掌不能兼得。由于x轴上那戋戋0个像素，拉大了就颗粒粗，细致了就范畴小；y轴同理。z轴不商议，放10微米的精度都没题目。是以说DLP就卡在德州仪器的尿性上。固然在德州仪器99%的操纵除外，咱们再有其余DLP选手，我所晓得的有国内的闻亭泰。期盼能成为一匹黑马，最少打垮操纵。LCD固化技艺稍晚于DLP技艺。由于众人晓得咱们公众的显示技艺包含面板和投影两大类，都是十多年前进展的。DLP正好偷了个空，能够承担和处置nm的光波，因而有了3d打印的DLP技艺。同理，多数LCD面板也偷了个空，能容忍nm紫外，因而有了LCDmasking这个技艺。本身没偷这个空，可是把这个窗口夸大了，让-nm全部的光记号都来完成光固化3D打印。不论能否是nm依然看来光，LCD技艺到底会打垮DLP的谁人魔咒（大而粗/小而精）由于目前曾经有许多价钱低廉量又足的LCD机械直接采纳2K屏幕的。

这边不得不提到LCD技艺的一个硬伤：光效率没有DLP高。凡是经过加大nm灯的亮度来抵达更多光通量，或许正常光通量的看来光LCD合营高敏锐树脂，获得的固化速率不能和DLP的成型速率比拟的。有个理论参考值，相同微米厚固化，DLP是零点几秒到几秒，nm紫外LCD或许看来光LCD须要十几秒到几十秒来固化。这边引出一个新的办理计划，用DLP除外的投影加之看来光技艺抵达一秒之内的高速率，投影能够同时抵达高速率，大尺寸，高精度，再有低成本。的确完善，但今朝还没有贸易化。综上所述，SLA竞走起步较早，但进展受重点器件和专利限制。DLP起步较晚，但越来越表现出其雄壮上风，唯独的题目是这架马车惟有德州仪器一人掌握。LCD起步更晚，可是抽芽，还涉及不到干流摆设的门坎，关连技艺老练度高，他日将振奋直追。固然，光固化技艺，重点题目光源除外，再有软件，主动化，运用和产业许多配套题目。另一个重点题目，光固化树脂，也是一个重点技艺。来历：潘多拉做家：唐天

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