聯(lián)泰科技產(chǎn)品部經(jīng)理榮左超談DLP打印技術(shù)之現(xiàn)狀及發(fā)展

上海2021年9月17日 /美通社/ -- 聯(lián)泰科技早在2013年就著手成立了DLP的技術(shù)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(jiān)持底層技術(shù)探索，形成了DLP研發(fā)架構(gòu)UDS&S（UnionTech DLP Structure & Software），積極拓展藍(lán)海市場(chǎng)，面向口腔修復(fù)、正畸、動(dòng)漫、鞋業(yè)、教育、工業(yè)、珠寶、醫(yī)療等領(lǐng)域的拓展產(chǎn)品線，

發(fā)展到2020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。

近日，聯(lián)泰科技產(chǎn)品負(fù)責(zé)人榮左超博士就DLP打印技術(shù)的原理和發(fā)展現(xiàn)狀分享了看法并分析了發(fā)展方向。

榮左超
聯(lián)泰科技產(chǎn)品部經(jīng)理
浙江大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)博士
喜歡鉆研，熱愛(ài)科學(xué)的圣斗士
思維敏捷，語(yǔ)速快，信息量大

一、DLP打印技術(shù)原理

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(shí)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(shù)。

數(shù)字光處理（Digital Light Processing，縮寫(xiě)：DLP）是在SLA技術(shù)出現(xiàn)的十余年后才出現(xiàn)的，該技術(shù)也是業(yè)界公認(rèn)的第二代光固化成型技術(shù)，距今也有20多年的發(fā)展歷史了。DLP技術(shù)主要是通過(guò)投影儀來(lái)逐層固化光敏聚合物液體，從而創(chuàng)建出3D打印對(duì)象的一種快速成型技術(shù)。這種成型技術(shù)首先利用切片軟件把模型切薄片，光機(jī)降薄片圖像投影出來(lái)，每一層圖像在樹(shù)脂層很薄的區(qū)域產(chǎn)生光聚合反應(yīng)固化，形成零件的一個(gè)薄層，然后成型臺(tái)移動(dòng)一層，光機(jī)繼續(xù)投影下一層薄片圖像，繼續(xù)加工下一層，如此循環(huán)，直達(dá)打印結(jié)束，所以不但成型精度高，而且打印速度也非常快。

二、DLP打印技術(shù)應(yīng)用范圍及現(xiàn)狀

DLP打印技術(shù)作為高端打印技術(shù)之一，被業(yè)內(nèi)高度關(guān)注，通過(guò)不斷優(yōu)化與進(jìn)步。開(kāi)始出現(xiàn)工業(yè)級(jí)、桌面機(jī)產(chǎn)品。其核心技術(shù)DMD芯片也在不斷更新迭代，目前最新的研究更是在打印時(shí)間上縮短到早期的幾十分之一，不僅在成型精度和成型速度上占有優(yōu)勢(shì)，而且在設(shè)備尺寸和價(jià)格上占有很大優(yōu)勢(shì)?？蛻羧后w增加，因此不斷吸引眾多企業(yè)駐足，真正開(kāi)啟了DLP打印技術(shù)發(fā)展的大門(mén)，聯(lián)泰科技正是其中之一。

1.DLP 3D打印材料，百家爭(zhēng)鳴，百花齊放

隨著時(shí)間的推移，SLA材料性能提升有限，但DLP材料未來(lái)發(fā)展空間不可限量，而且趨向于深入不同應(yīng)用場(chǎng)景。

哪里有需求哪里就有市場(chǎng)。

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(mén)或分公司，研發(fā)光敏樹(shù)脂新型材料，他們把目光不約而同地放在了DLP領(lǐng)域。他們憑借自身的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)資源積累，逐漸發(fā)力DLP打印材料領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)出新性能的材料，創(chuàng)新不同的應(yīng)用。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(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

隨著在材料領(lǐng)域?qū)挾鹊募訌?qiáng)，DLP打印陶瓷、DLP打印金屬逐漸進(jìn)入人們的視野。總而言之，DLP打印技術(shù)的發(fā)展大有可為，未來(lái)可期。

2.打印效果更勝一籌：精度好，效率高，細(xì)節(jié)完美

基于DLP技術(shù)的3D打印機(jī)通過(guò)數(shù)以百萬(wàn)乃至千萬(wàn)個(gè)微小的、高精度像素進(jìn)行成像 ，因此打印分辨率較高。基于激光的立體平板印刷設(shè)備的像素尺寸接近100μm的級(jí)別，采用了DLP技術(shù)的打印機(jī)的像素尺寸則達(dá)到15μm的級(jí)別，而頭發(fā)絲的寬度是100μm。

與其他3D打印方法相比，DLP打印機(jī)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。

3.“效率”是3D打印能否進(jìn)入量產(chǎn)市場(chǎng)的重要條件之一

傳統(tǒng)3D打印機(jī)的工作過(guò)程是由點(diǎn)到線，再由線到面，完成一層層特定形狀和圖像的構(gòu)建。相比起DLP 3D打印機(jī)而言，打印速度較慢。而DLP 3D打印機(jī)的工作過(guò)程是投射并聚合一整層，借助光線照射到樹(shù)脂上，整個(gè)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(yīng)用，也讓DLP 3D打印的成型速度上一個(gè)階梯。目前聯(lián)泰科技的齒科專(zhuān)用DLP打印機(jī)達(dá)到40mm/h，輕松在25分鐘內(nèi)打印一版牙模。

聯(lián)泰科技DLP 打印設(shè)備

三、DLP3D打印機(jī)未來(lái)的發(fā)展方向   

1.突破幅面限制

目前由于個(gè)別國(guó)家芯片技術(shù)壟斷，DLP技術(shù)發(fā)展受到限制。市面上DLP打印機(jī)尺寸具有明顯的局限性，幅面問(wèn)題亟需解決。

不同領(lǐng)域?qū)τ谟诜娴男枨蟛灰粯?，例如，?lián)泰科技全自動(dòng)化批量生產(chǎn)正畸專(zhuān)用3D打印機(jī)D800的幅面768×432×30mm，使用了4*4K光機(jī)，實(shí)現(xiàn)了正畸行業(yè)大幅面打印的需求。聯(lián)泰科技牙科專(zhuān)用DLP 3D打印機(jī)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(lái)，隨著芯片行業(yè)的發(fā)展，DLP打印設(shè)備趨向更大幅面。

2.功率不足的問(wèn)題亟需解決

市場(chǎng)上，目前DLP單機(jī)最大功率達(dá)到6-8W。設(shè)計(jì)功率不足的問(wèn)題限制了材料廠家的開(kāi)發(fā)能力，同時(shí)，也制約了DLP打印技術(shù)的發(fā)展。

知識(shí)小科普

提高DLP功率有這些好處：

1）提高打印速度，縮短曝光時(shí)間，打印速度更塊。
2）提高打印幅面，滿足單位面積上的光功率密度。
3）降低對(duì)高性能材料開(kāi)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。

如何提高功率，是聯(lián)泰科技未來(lái)的發(fā)展方向。

3.核心部件的使用壽命和易維護(hù)性逐漸加強(qiáng)

光機(jī)是DLP打印機(jī)的核心部件之一，聯(lián)泰科技一直努力延長(zhǎng)其使用壽命，目前聯(lián)泰科技的光機(jī)使用壽命達(dá)到了20000小時(shí)。同時(shí)針對(duì)于核心部件的維護(hù)，聯(lián)泰科技更是提供了人性化的服務(wù)，降低維修和更換難度。DLP打印機(jī)離型膜也隨著技術(shù)的發(fā)展不斷被優(yōu)化，不僅使用壽命不斷延長(zhǎng)，更換更便捷簡(jiǎn)單，使用成本也在不斷降低。

4.DLP打印機(jī)的發(fā)展趨向于兩端，高端工業(yè)級(jí)及低端消費(fèi)級(jí)

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展及向各個(gè)領(lǐng)域的滲透，DLP打印機(jī)的發(fā)展分為兩大領(lǐng)域，高端工業(yè)級(jí)及低端消費(fèi)級(jí)。高端工業(yè)級(jí)追求產(chǎn)品的打印效率和精細(xì)度；消費(fèi)級(jí)DLP打印機(jī)追求性價(jià)比及操作便捷性。工業(yè)級(jí)DLP打印機(jī)的發(fā)展標(biāo)志著新型制造業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展正起著革命性作用，傳統(tǒng)制造業(yè)越來(lái)越多的弊端得以彌補(bǔ)。桌面級(jí)DLP3D打印機(jī)的出現(xiàn)，讓3D打印真正進(jìn)入了普通大眾的視野，讓更多人認(rèn)識(shí)并使用到了3D打印技術(shù)?？梢哉f(shuō)，不同的3D打印技術(shù)和設(shè)備正在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，為社會(huì)作出重大貢獻(xiàn)。

榮左超博士認(rèn)為，稍微了解 DLP技術(shù)的人都知道未來(lái)應(yīng)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(gè)企業(yè)最重要也是最具挑戰(zhàn)的部分，因?yàn)樵?DLP 相關(guān)的上下游合作伙伴多是投影儀市場(chǎng)的老玩家，對(duì)新的工業(yè)、汽車(chē)等應(yīng)用領(lǐng)域并不熟悉，要在這些應(yīng)用中培養(yǎng)挖掘出龐大以及強(qiáng)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(jìn)的重大事項(xiàng)。同時(shí)，聯(lián)泰科技也在SaaS級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展工作，滿足客戶在智能前處理、智能生產(chǎn)管理、云服務(wù)等方面的需求。