光固化成型技术是增材制造行业最受欢迎和最广泛的技术之一,光固化3D打印机打印出来的模型精度比较高,因此,光固化3D打印机作为了许多用户的首选。而打印精度能够说是LCD光固化3D打印机的核心。
然而因为光固化3D打印技术的特性, 透过屏幕的光均匀度始终是行业痛点,光不均匀直接引起打印失败,或打印件的一致性没法保准,直接影响光固化打印机的效能和普及。
突破光源技术瓶颈是实现光固化3D打印机均匀稳定打印效果的重要原因。咱们今天就来聊聊市场上现有的几个光源技术,尤其是针对日前市面上运用最多的阵列光源和积分光源,咱们亦做了有些光源测试实验,咱们一块来看一看。
1、扇形单光源
扇形单光源是由于多颗UV LED灯、大凸透镜和镜面反光杯构成,采用特殊透镜技术让分散的光向上聚集。在2019年之前,大都数初期的SLA/LCD 3D打印机都采用了这种UV LED系统 。扇形单光源是从一个点源辐射光线,分散到各个方向的光源技术。
扇形单光源形态图
但扇形单光源的光线垂直汇聚在一点上,亦就寓意着散射光的面积大,出现光散射的概率很大。出现光散射会让光线投射非常不均匀,从而影响到模型的精度。咱们能够从下面的光源图能够看到全部屏幕的均匀度并不那样表现的很完美。
扇形单灯源光源图
2、阵列平行光源
阵列平行光源,采用分布式区域揭发拼接技术,由许多紫外灯珠整列均匀排布,对紫外光源的功率、均匀度、准直度都有更高的保证。日前市面上绝大都数光固化设备采用的都是阵列平行光源的光源处理方法。
阵列平行光源原理图
相比扇形单光源,由于有较少的光散射,它能够供给更清晰的对比度并且减少漫反射,生成精致和光滑的表面。阵列同期保准光源均匀地分布在全部成型平台区域。
但相邻四颗灯珠之间仍存在着交叉处光强不稳定、光源分散不均等问题,使得打印模型容易显现局部打印精度高的区域误差。像下面的有些厂商均采用这一处理方法,咱们从图中显著能够看到交叉处存在光源不均匀的状况。
3、积分光源
积分光源,是创想三维自创的最新第三代光源技术。它经过光的折射和反射的原理,光均匀地投射在打印屏上,在传统光源基本上提高了均匀度和光源寿命,这种光源在遇到个别灯珠损坏的状况下,对打印效果无影响。从投射光线来看,积分光源相比矩阵光源的投射面显著更为均匀。
积分光源成型原理图
采用多颗灯珠阵列封装,保准灯珠成型面积照度均匀及光源强度、发出光线的方向一致性。遮光罩能够有效阻挡光源侧向多余光源对打印过程中的影响,屏蔽了灯珠之间的相互干扰问题。紫外光再经过前镀膜反射镜折射到打印屏。积分式光源能保准光线的均匀性及强度。
实质上,咱们对阵列平行光源和积分光源亦做过一系列的测试对比,包括辐照度测试、拉拔力测试、龙柱模型、老化测试、暗屏测试、多余固化测试等,下面咱们就以其中的与精度关联一两个测试来瞧瞧这两个光源技术到底有着什么样的差别。
测试一:微柱孔T1模型
咱们在进行微柱孔模型测试辐照均匀度测试时, 咱们分别运用阵列平行光源/积分光源的设备打印微柱孔柱(尺寸Φ0.3mm-Φ0.7mm)模型。
咱们在实验中发掘,运用阵列平行光源的设备,75%的微柱Φ0.4mm微孔微柱均能打出。微孔表示为70%,微柱表示为78%。而运用积分光源打印出的模型有95%的Φ0.4mm微孔微柱均能打出。微孔表示为70%, 微柱表示为80%,微柱表示为98%。
相比运用积分光源的设备,运用阵列平行光源的设备在打印关联模型时,微孔微柱表示不完全,辐照度更加不均匀。阵列平行光源打印模型图
积分光源打印模型图
测试二:t0模型精度测试
咱们运用阵列平行光源/积分光源的设备分别打印如下的t0模型,模型设计尺寸:60x60mm。
咱们发掘运用阵列平行光源的3D打印机打印的实质模型尺寸为59.78x59.78mm(下图左),积分光源打印的实质模型为59.91x59.93mm
(下图右),咱们能够发掘,积分光源的实质打印模型的尺寸误差要显著少于阵列平行光源。配备积分光源的设备打印出模型的精度要比阵列平行光源高的多。
测试三 拉拔力测试
我们运用阵列平行光源/积分光源的设备分别打印如下的t3模型,每层厚度差为1.00mm , 误差准许范围为1.00±0.10mm。 咱们发掘运用阵列平行光源的3D打印机打印的实质厚度差在0.3-0.4mm上下,积分光源的实质打印模型的尺寸误差在0.01-0.03mm上下,配备积分光源的设备打印出模型的层厚差要比阵列平行光源误差小的多。
阵列光源拉拔力测试
积分光源拉拔力测试
整体测试结果
实质上,咱们对阵列平行光源和积分光源的设备做过一系列的测试对比,除了辐照度测试、拉拔力测试外,咱们还进行了龙柱模型、老化测试、暗屏测试、多余固化测试等全方位的测试,咱们发掘积分光源的设备显著在辐照均匀度、拉拔力、暗屏测试等各个方面要好于阵列平行光源。
测试对比结果表
行业处理方法
配备了积分光源的设备,在行业应用中熠熠生辉,广泛运用于珠宝、游戏动漫、手办等各个应用行业,极重地提高了3D打印的赋能价值,满足行业对3D打印机精细化的需求。
max 6000uw/cm²的光强能量,>92%辐照均匀度,能极重提高打印精度、速度,确保极细的智能支撑打印质量,真实还原0.1-0.3-0.7mm区间的名人表情、肌肤、服饰等细节。