DLP, eller Digital Light Processing, ble oppfunnet av Larry Hornbeck hos Texas Instruments allerede i 1987. Det er en additiv fremstillingsmetode som minner om stereolitografi, SLA. Begge teknikkene bygger på anvendelsen av flytende polymerer som materiale, men i stedet for å benytte en laser for å eksponere og herde, så bruker man en projektor. Denne er ikke helt ulik en bildeprojektor som benyttes for presentasjoner eller filmfremvisning.
Før vi satte sammen denne artikkelen har vi snakket med Pär Nobring, administrerende direktør og deleier hos EnvisionTECs svenske agent r.a.p.s., basert i Landskrona. Vi vil påpeke at det finnes flere 3d-printerutviklere som arbeider med DLP-teknikk, men ingen har et så omfattende maskinprogram som EnvisionTEC.
I en DLP-maskin sitter det en såkalt Digital Micromirror Device. Denne enheten består av mikrospeil montert på en halvlederchip. Hvert mikrospeil tilsvarer en piksel. I likhet med en strømbryter så stenger DMD-enheten av eller setter på disse mikrospeilene slik at de enten reflekterer lys eller stenger av sin refleksjon.
Det er forskjell på projektorer og projektorer. I majoriteten av de mer konsumentrettede DLP-løsningene sitter det en projektortype som minner om vanlige presentasjons- eller filmprojektorer. Denne projektortypen eksponerer med diamantformede piksler, noe som kan gi dårligere oppløsning og såkalt stair stepping – der de forskjellige lagene er synlige. Men de mer industrielle løsningene benytter firkantede piksler som linjerer bedre. Tar du EnvisionTECs DLP-løsninger inngår det her dessuten en gråskalateknikk som skal utjevne lag og gi høyere oppløsning, mener foretaket.
OPPLØSNING
DLP-teknikken gir akkurat som SLA høy oppløsning. DLP-teknikken klarer oppløsninger ned til 16 x 16 x 10 mikrometer i XYZ. Projektoroptikken kan også justeres for å kontrollere oppløsningen og lagertykkelsen. Men oppløsning og detaljskarphet i det 3d-printede produktet avhenger av projektorens pikseloppløsning, optikk og lysstyrke. Selvsagt avhenger det også av hvilket materiale som benyttes.
Leverandøren EnvisionTEC benytter dessuten noe som heter ERM-teknikk, Enhanced Resolution Module, en programvare som emulerer høyere oppløsning. Så selv om minimal pikselstørrelse som genereres av DLP-teknikken ligger på 19 mikrometer, så kan ERM emulere ned til 10 mikrometer.
Teknikken gir lavt vedlikehold etter som den eneste mekaniske bevegelsen er i X-ledd. Det finnes heller ingen materialmating som kan feile. Det er også en stille produksjonsmetode. På de større maskinene kan det lukta noe fra materialet, men ikke fra de mindre maskinene på grunn av den mindre byggoverflaten.
PRODUKSJONSPROSESSEN
Avhengig av applikasjonstype så kan det styre hvordan komponenten skal plasseres i produksjonsretningen. Dette kan gjøres i en rekke ulike programmer som Materialise Magics, Netfabb og EnvisionTECs egen programvare. 3Shape har i Cam-Bridge automatisert denne prosessen, noe som kan benyttes innen forskjellige områder, men er spesialisert mot personaliserte høreapparater.
DLP-teknikken eksponerer selektivt overflaten i et væskebad med plastpolymer, oftest en akrylbasert plast med fotopolymer. I en SLA-maskin benyttes en laser som løper over eksponeringsoverflaten fra en retning, punkt for punkt. Med DLP-teknikken eksponeres hele lag samtidig, noe som gir en relativt høy produksjonshastighet. Avhengig av lagtykkelse kan produksjonshastigheten komme opp i 40 millimeter per time (basert på en lagtykkelse på 100 mikrometer). Når et lag er eksponert flyttes byggeplaten ned, eller opp, avhengig av modell, ett hakk og prosessen gjentas.
Du har også etterbearbeidelse akkurat som med SLA. Alle komponenter skal vaskes rene med isopropanol samt at man fysisk må fjerne støttemateriale.
MATERIALE
DLP-teknikken benytter først og fremst akrylbaserte materialer med fotopolymerer. Det er en stor flora av akryler der man tillsetter ulike oksyder som gjør at man kan få frem ulike materialegenskaper. Men også lyskilden spiller en rolle. Vil du bruke transparente materialer for eksempel kreves det at du bruker en UV-projektor som genererer mer energi og andre bølgelengder.
EnvisionTEC har et anseelig materialebibliotek som spenner ever anvendelsessområder som medisinteknikk, dental, casting, høreapparater, smykker og formsprøyting.
Castable er en materialeserie for casting. Her har EnvisionTEC fire materialer, med ulik hardhetsgrad og skarphet. Disse materialene er først og fremst utviklet for casting av metaller.
Moulding er en materialeserie som kan 3d-printes for å lage gummiformer for casting. Du 3d-printer masteren og lager så verktøyet i gummi.
E-Tool er et holdbart materiale for å 3d-printe formsprøytingsverkøty for ultrakorte serier. De tester foretaket har gjort viser at det går an å lage opp til 50 detaljer med dette verktøyet, hvilket er meget anvendelig når tiden er avgjørende.
Så finnes det en rekke materialer for modeller og visualisering, det finnes biokompatible materialer for ortopedi og dental, materialer som er ABS-liknende og som takler høye temperaturer. Transparente, holdbare og fleksible, med mer.
Om man skal dra noen konklusjon om hvor den største materialeforskningen skjer innen DLP-teknikken, så kan vi med stor sannsynlighet si at dette skjer innen dental, medisinteknikk og høreapparater. Her er EnvisionTECs store vekstområder.
[divider scroll_text=»]
LEVERANDØRER AV DLP-TEKNIkK
EnvisionTEC
Roland DG
Autodesk
DWS
Asiga
Rapid Shape
