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光固化成型技術(shù)是增材制造行業(yè)最受歡迎和最廣泛的技術(shù)之一，光固化3D打印機(jī)打印出來的模型精度比較高，因此，光固化3D打印機(jī)作為了許多用戶的首選。而打印精度能夠說是LCD光固化3D打印機(jī)的核心。
然而因?yàn)?/span>光固化3D打印技術(shù)的特性， 透過屏幕的光均勻度始終是行業(yè)痛點(diǎn)，光不均勻直接引起打印失敗，或打印件的一致性沒法保準(zhǔn)，直接影響光固化打印機(jī)的效能和普及。
突破光源技術(shù)瓶頸是實(shí)現(xiàn)光固化3D打印機(jī)均勻穩(wěn)定打印效果的重要原因。咱們今天就來聊聊市場上現(xiàn)有的幾個(gè)光源技術(shù)，尤其是針對日前市面上運(yùn)用最多的陣列光源和積分光源，咱們亦做了有些光源測試實(shí)驗(yàn)，咱們一塊來看一看。
1、扇形單光源
扇形單光源是由于多顆UV LED燈、大凸透鏡和鏡面反光杯構(gòu)成，采用特殊透鏡技術(shù)讓分散的光向上聚集。在2019年之前，大都數(shù)初期的SLA/LCD 3D打印機(jī)都采用了這種UV LED系統(tǒng) 。扇形單光源是從一個(gè)點(diǎn)源輻射光線，分散到各個(gè)方向的光源技術(shù)。
扇形單光源形態(tài)圖
但扇形單光源的光線垂直匯聚在一點(diǎn)上，亦就寓意著散射光的面積大，出現(xiàn)光散射的概率很大。出現(xiàn)光散射會(huì)讓光線投射非常不均勻，從而影響到模型的精度。咱們能夠從下面的光源圖能夠看到全部屏幕的均勻度并不那樣表現(xiàn)的很完美。
扇形單燈源光源圖
2、陣列平行光源
陣列平行光源，采用分布式區(qū)域揭發(fā)拼接技術(shù)，由許多紫外燈珠整列均勻排布，對紫外光源的功率、均勻度、準(zhǔn)直度都有更高的保證。日前市面上絕大都數(shù)光固化設(shè)備采用的都是陣列平行光源的光源處理方法。
陣列平行光源原理圖
相比扇形單光源，由于有較少的光散射，它能夠供給更清晰的對比度并且減少漫反射，生成精致和光滑的表面。陣列同期保準(zhǔn)光源均勻地分布在全部成型平臺(tái)區(qū)域。
但相鄰四顆燈珠之間仍存在著交叉處光強(qiáng)不穩(wěn)定、光源分散不均等問題，使得打印模型容易顯現(xiàn)局部打印精度高的區(qū)域誤差。像下面的有些廠商均采用這一處理方法，咱們從圖中顯著能夠看到交叉處存在光源不均勻的狀況。
3、積分光源
積分光源，是創(chuàng)想三維自創(chuàng)的最新第三代光源技術(shù)。它經(jīng)過光的折射和反射的原理，光均勻地投射在打印屏上，在傳統(tǒng)光源基本上提高了均勻度和光源壽命，這種光源在遇到個(gè)別燈珠損壞的狀況下，對打印效果無影響。從投射光線來看，積分光源相比矩陣光源的投射面顯著更為均勻。
積分光源成型原理圖
采用多顆燈珠陣列封裝，保準(zhǔn)燈珠成型面積照度均勻及光源強(qiáng)度、發(fā)出光線的方向一致性。遮光罩能夠有效阻擋光源側(cè)向多余光源對打印過程中的影響，屏蔽了燈珠之間的相互干擾問題。紫外光再經(jīng)過前鍍膜反射鏡折射到打印屏。積分式光源能保準(zhǔn)光線的均勻性及強(qiáng)度。
實(shí)質(zhì)上，咱們對陣列平行光源和積分光源亦做過一系列的測試對比，包括輻照度測試、拉拔力測試、龍柱模型、老化測試、暗屏測試、多余固化測試等，下面咱們就以其中的與精度關(guān)聯(lián)一兩個(gè)測試來瞧瞧這兩個(gè)光源技術(shù)到底有著什么樣的差別。
測試一：微柱孔T1模型
咱們在進(jìn)行微柱孔模型測試輻照均勻度測試時(shí)， 咱們分別運(yùn)用陣列平行光源/積分光源的設(shè)備打印微柱孔柱（尺寸Φ0.3mm-Φ0.7mm）模型。
咱們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)掘，運(yùn)用陣列平行光源的設(shè)備，75%的微柱Φ0.4mm微孔微柱均能打出。微孔表示為70%，微柱表示為78%。而運(yùn)用積分光源打印出的模型有95%的Φ0.4mm微孔微柱均能打出。微孔表示為70%， 微柱表示為80%，微柱表示為98%。
相比運(yùn)用積分光源的設(shè)備，運(yùn)用陣列平行光源的設(shè)備在打印關(guān)聯(lián)模型時(shí)，微孔微柱表示不完全，輻照度更加不均勻。
陣列平行光源打印模型圖
積分光源打印模型圖
測試二：t0模型精度測試
咱們運(yùn)用陣列平行光源/積分光源的設(shè)備分別打印如下的t0模型，模型設(shè)計(jì)尺寸：60x60mm。
咱們發(fā)掘運(yùn)用陣列平行光源的3D打印機(jī)打印的實(shí)質(zhì)模型尺寸為59.78x59.78mm（下圖左），積分光源打印的實(shí)質(zhì)模型為59.91x59.93mm
（下圖右），咱們能夠發(fā)掘，積分光源的實(shí)質(zhì)打印模型的尺寸誤差要顯著少于陣列平行光源。配備積分光源的設(shè)備打印出模型的精度要比陣列平行光源高的多。
測試三 拉拔力測試
我們運(yùn)用陣列平行光源/積分光源的設(shè)備分別打印如下的t3模型，每層厚度差為1.00mm , 誤差準(zhǔn)許范圍為1.00±0.10mm。 咱們發(fā)掘運(yùn)用陣列平行光源的3D打印機(jī)打印的實(shí)質(zhì)厚度差在0.3-0.4mm上下，積分光源的實(shí)質(zhì)打印模型的尺寸誤差在0.01-0.03mm上下，配備積分光源的設(shè)備打印出模型的層厚差要比陣列平行光源誤差小的多。
陣列光源拉拔力測試
積分光源拉拔力測試
整體測試結(jié)果
實(shí)質(zhì)上，咱們對陣列平行光源和積分光源的設(shè)備做過一系列的測試對比，除了輻照度測試、拉拔力測試外，咱們還進(jìn)行了龍柱模型、老化測試、暗屏測試、多余固化測試等全方位的測試，咱們發(fā)掘積分光源的設(shè)備顯著在輻照均勻度、拉拔力、暗屏測試等各個(gè)方面要好于陣列平行光源。
測試對比結(jié)果表
行業(yè)處理方法
配備了積分光源的設(shè)備，在行業(yè)應(yīng)用中熠熠生輝，廣泛運(yùn)用于珠寶、游戲動(dòng)漫、手辦等各個(gè)應(yīng)用行業(yè)，極重地提高了3D打印的賦能價(jià)值，滿足行業(yè)對3D打印機(jī)精細(xì)化的需求。
max 6000uw/cm2的光強(qiáng)能量，>92%輻照均勻度，能極重提高打印精度、速度，確保極細(xì)的智能支撐打印質(zhì)量，真實(shí)還原0.1-0.3-0.7mm區(qū)間的名人表情、肌膚、服飾等細(xì)節(jié)。
