小議光固化3D列印XY軸解析度精度

 


 

當提到解析度,我們可能立馬想到電視、手機、平板電腦等電子產品。解析度跟這些電子產品的清晰度息息相關。在3D列印行業,解析度同樣經常被提及,因為它對於3D成品品質也有著較大的影響。二維平面(XY方向)以及Z軸維度的最小成像尺寸組成了3D列印中所謂的解析度。今天,我們就小議下光固化3D列印XY軸解析度精度。

 

什麼是光固化3D列印XY軸解析度?

 

光固化3D列印XY軸解析度通常基於顯微成像,並且受限於光學和自由基聚合動力學。通俗來講,XY軸解析度是指光源下成像的一定數量的圖元點,如:SLA的鐳射光源,DLP的投影光源,LCD的LED光源。弄清楚SLA/DLP/LCD三種光固化其中的區別,首先要瞭解他們的成像原理。

 

SLA/DLP/LCD光固化成像原理

 

SLA是通過用紫外鐳射去勾勒模型的每一層,由兩個連接電機的振鏡驅動,他們被稱為“電流計”或“檢流計”(一個在X軸,一個在Y軸)。兩個鏡子把鐳射快速瞄準到目標列印範圍,一邊移動一邊固化樹脂。為了列印出一個實體物體,SLA必須將實體一層一層地分解成一系列的點和線,這些點和線傳遞給“檢流計”,形成一組座標,鐳射會追蹤它們的成像軌跡。

 

 

DLP使用數位投影儀在整個平臺上一次性地投影每一層的單個圖像。由於每一層的圖像都是數字顯示,因此它是由許多正方體素組成的。

 

 

LCD和DLP幾乎一樣,但是LCD是LED光源而不是投影儀光源。螢幕充當掩膜,只顯示當前層所需的圖元。

 

 

如何計算DLP/LCD的圖元精度?

 

因為DLP/LCD系統XY軸解析度是固定的,這裡就有一個公式可以用來計算:

 

寬度/X軸=長度/Y軸=圖元精度

 

假設某台機器,它在X軸方向的成型寬度就是68mm。把68mm(X軸)分成1440(解析度(寬)的圖元)份,就是0.047mm(47µm)。

 

也就是說這台機器在XY方向的最小成像精度是47微米。在3D列印的眾多影響因素中,沒有哪個因素能比XY軸解析度(分屏解析度或最小成像精度)對精度的影響更大。XY軸解析度是在光源在水準方向固化某一條線或某個層面的最小成像尺寸。一般說來,圖元精度越小,細節呈現越好。

 

XY軸解析度:47µm

 

XY軸解析度:100µm

 

XY軸解析度:47µm

 

XY軸解析度:100µm

 

因此,在選購SLA/DLP/LCD 3D印表機時,要好好考慮XY軸解析度。它能告訴你,這台機器是能列印小巧而精細的模型,還是大件又粗糙的模型。