相信很多人對(duì)于3D打印的學(xué)習(xí)都是從FDM機(jī)器做起的，然而隨著對(duì)3D打印技術(shù)越來(lái)越深入的學(xué)習(xí)，你會(huì)了解到光固化3D打印。這確實(shí)是一個(gè)較難的學(xué)習(xí)部分，如果你對(duì)這一方面感興趣，但是有遇到了一些困難，感覺(jué)無(wú)路可走的話，不妨今天一起學(xué)習(xí)一下光固化的各種知識(shí)。

光固化3D打印機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單，機(jī)械結(jié)構(gòu)也比FDM簡(jiǎn)單太多，按模塊區(qū)分的話一共有以下三個(gè)模塊：

固化模塊：包括光源和樹(shù)脂

分離模塊：包括Z軸提拉裝置，比較高級(jí)的會(huì)多一個(gè)料槽剝離，使成型平臺(tái)更容易脫離料槽；

控制模塊：包括電路、固件和軟件；光固化成型技術(shù)包括上投影和下投影，顧名思義，兩種就是光源的位置不同，各有利弊。

上投影：光直接照射在成型件的最上層，不需要成型件和料槽分離，省事。但是樹(shù)脂流動(dòng)性要求較高，如果樹(shù)脂流不平，會(huì)影響打印質(zhì)量，一般需要加一個(gè)刮板，刮平樹(shù)脂。大尺寸的光固化3D打印機(jī)一般采用這種形式。

下投影：光也是照在成型件的最上層，每次換層要使成型件和料槽分離，需要在料槽底部加一個(gè)離型膜，成型精度高，缺點(diǎn)是料槽容易損壞，一般幾個(gè)月就要換一次，那層膜也是很多3D打印工作者心里的痛……大尺寸不適合用下投影式，容易損壞成型件。本篇教程主要說(shuō)下投影式的，上投影稍微改下結(jié)構(gòu)就可以了。

先來(lái)說(shuō)一下DLP（Digital Light Processing的縮寫(xiě)）DLP一開(kāi)始是指的一種投影機(jī)的技術(shù)，后來(lái)，利用這種投影機(jī)的光固化3D打印機(jī)也叫DLP，DLP光固化成型一次可以成型一個(gè)面，成型速度快，配合分辨率高的投影機(jī)和成型質(zhì)量好的樹(shù)脂，打印精度非常高。這種成型技術(shù)首先利用切片軟件把模型切薄片，投影機(jī)播放幻燈片，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，投影機(jī)繼續(xù)播放下一張幻燈片，繼續(xù)加工下一層，如此循環(huán)，直達(dá)打印結(jié)束。為什么要使用DLP投影機(jī)而不使用更廉價(jià)的LCD投影機(jī)？先來(lái)看一下DLP和LCD的對(duì)比（網(wǎng)絡(luò)資料），最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是LCD屏幕很難讓紫外光透過(guò)，紫外線會(huì)讓屏幕發(fā)出很高的熱量，損害屏幕，而我們的光固化最重要的就是紫外光，所有技術(shù)難點(diǎn)比較明顯，而且成像效果也是DLP投影機(jī)更好。

比較點(diǎn) DLP（全數(shù)字投影顯示技術(shù)） LCD（液晶投影顯示技術(shù)）

核心技術(shù) DLP：全數(shù)字 DDR DMD 芯片

LCD：液晶板 成像原理

DLP：投影原理是將光投射穿過(guò)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的紅藍(lán)綠色輪盤(pán)再射到 DLP 晶片反射成像。

LCD：利用光學(xué)投射穿過(guò)紅綠藍(lán)三原色濾鏡過(guò)濾掉紅外線和紫外線（紅外線和紫外線對(duì)LCD 片有一定的損害作用）后，再將三原色投射穿過(guò)三片液晶板上，合成投影成像。

清晰度

DLP：像素間隙小，畫(huà)面清晰，無(wú)閃爍現(xiàn)象。

LCD：像素間隙大，有馬賽克現(xiàn)象，微有閃爍。

亮度

DLP：高

LCD：一般

對(duì)比度

DLP：光填充量高達(dá) 90% 的填充量總光效率大于 60%。

LCD：光填充量最大在 70% 左右總光效率大于 30%

彩色還原度

DLP：高（數(shù)字成像原理）

LCD：一般（受數(shù)模轉(zhuǎn)換的限制）

灰度級(jí)

DLP：高（ 1024級(jí)/10bit ）

LCD：層次不夠豐富

色彩均勻性

DLP：大于 90% （色域補(bǔ)償電路，使色彩一致）。

LCD：無(wú)色域補(bǔ)償電路，隨液晶板老化而產(chǎn)生日益嚴(yán)重的色差。

亮度均勻性

DLP：大于 95% （數(shù)字均勻過(guò)渡補(bǔ)償電路，使屏前亮度更均勻）。

LCD：無(wú)補(bǔ)償電路，有"太陽(yáng)效應(yīng)"。

性能

DLP：DLP 芯片采用密封封裝，受環(huán)境影響小，且有 20 年以上的使用壽命，可靠性高。

LCD：LCD 液晶材料受環(huán)境影響大，不穩(wěn)定。

燈泡壽命

DLP：使用飛利浦原裝 UHP 長(zhǎng)壽命燈泡，壽命長(zhǎng)，DLP 一般適用長(zhǎng)時(shí)間顯示的地方。

LCD：燈泡壽命短，LCD 不適合連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作。

使用壽命

DLP：DLP晶片的壽命為 100,000 小時(shí)以上。

LCD：液晶板壽命 20,000 小時(shí)左右。

受外界光線干擾程度

DLP：DLP 技術(shù)一體化箱體結(jié)構(gòu)，不受外界光線干擾。

LCD：嚴(yán)重，在外界光線下，不能正常清晰顯示

光源永遠(yuǎn)都是光固化技術(shù)的核心，無(wú)論DLP還是SLA，DLP投影機(jī)由光源、DMD芯片、控制主板、色輪、透鏡等主要部分組成，其中的DMD芯片和光源是重中之重。DMD芯片由很多的小微鏡組成，一個(gè)小微鏡代表一個(gè)像素，如分辨率是1024*768的投影機(jī)，則其DMD中包括1024*768個(gè)像素單元，即786432個(gè)微鏡。而DMD芯片另一個(gè)比較重要的參數(shù)就是它的尺寸，就好比單反相機(jī)中的感光元件尺寸與有效像素。因此，在分辨率相同的情況下，DMD芯片的尺寸越大，其成像質(zhì)量越好，并且擁有更高的光利用率。

光源的成像原理實(shí)際是光源通過(guò)色輪折射后照射在DMD芯片上，由主板控制DMD芯片反射光到屏幕上，DMD芯片和色輪工作的頻率都是非?？斓模覀冇萌庋鄹痉植怀鰜?lái)顏色和明暗的變化。

投影機(jī)的光源對(duì)光固化的影響主要是光強(qiáng)度和波長(zhǎng)，光強(qiáng)度越高，固化速度越快；而波長(zhǎng)，則影響到你所用的樹(shù)脂。投影機(jī)光源的波長(zhǎng)必須要和樹(shù)脂的固化波長(zhǎng)一致。

投影機(jī)的光源主要有汞燈和LED燈，汞燈使用壽命短、體積較大但是波長(zhǎng)峰比較多，在355nm、400nm、450nm都有比較強(qiáng)的峰，而LED燈波長(zhǎng)單一，但使用壽命長(zhǎng)，體積小，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是LED燈可以瞬間點(diǎn)亮，容易控制，非常適合作為DLP光固化3D打印機(jī)的光源。

總結(jié)一下，選用DLP投影機(jī)的要求如下：

1.LED光源（波長(zhǎng)大約為405nm左右，市面上配套的光敏樹(shù)脂很多）

2.光源強(qiáng)度高

3.高分辨率（經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下）

對(duì)于投影機(jī)，有兩種選擇，一種是購(gòu)買(mǎi)投影儀，還有一種是購(gòu)買(mǎi)光機(jī)。

光機(jī)說(shuō)白了就是投影儀拆掉了外殼，去掉了不需要的透鏡和色輪，投出來(lái)影響是黑白的，但是絲毫不影響打印，但價(jià)格卻降低了很多，最重要的，市面上的很多投影儀都有偏軸設(shè)計(jì)，光線并不是從鏡頭的正中心投射出去，這樣會(huì)使圖形失真，影響打印效果。而光機(jī)就可以避免這種偏軸，保證圖像的真實(shí)性，這個(gè)非常重要！