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運用TI DLP® Pico™ 技術,實現更具成本效益的桌上型 3D 列印新應用 ...

2020-11-27 11:33 AM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 1254| 評論: 0|原作者: 德儀 DLP® Pico™ 光學控制行銷與系統經理Srik Gurrapu|來自: 德州儀器

摘要: 3D列印能夠將想像化為栩栩如生的現實。透過3D列印,學生能將自己對現實世界的理解轉化為3D物件。設計師能在投入量產前,先將巧思轉化為看得見、摸得著的實體;牙醫師能在診所裡直接打造防磨牙牙套,且無需再請病患跑 ...
3D列印能夠將想像化為栩栩如生的現實。透過3D列印,學生能將自己對現實世界的理解轉化為3D物件。設計師能在投入量產前,先將巧思轉化為看得見、摸得著的實體;牙醫師能在診所裡直接打造防磨牙牙套,且無需再請病患跑一趟診所。3D列印的應用無遠弗屆,具有無限可能。

3D列印機的售價差異極大,從低於1,000美元到超過100,000美元都有。較低價的3D列印機通常稱為桌上型或個人3D列印機,如何兼顧實惠價格、列印速度與品質,成了這類列印機的一大挑戰。目前桌上型3D列印機市場的主流技術為熔絲製造法(FFF,fused filament fabrication)與立體光固化法(SLA,stereolithography)。

FFF技術又稱為熔融沉積成型法(FDM,fused deposition modeling),成本雖然不高,卻有列印速度與解析度兩大限制。

SLA又名光聚合成型技術(photo polymerization),使用光源與光敏樹脂為材料進行列印。如圖一所示,光敏樹脂受紫外線光或近紫外光照射後,會發生稱為聚合作用的化學反應,並固化成形。由於近期材料化學領域的突破,SLA列印機的售價已經降至1,000美元,逐漸打入主流市場。


圖1、SLA 3D列印 (本圖由TI提供)

SLA技術採用的方法有兩種:

  • 雷射光(點光源)系統:這類系統使用高功率雷射光對液態光敏樹脂進行逐點掃描,使其固化成形,缺點為列印速度慢、校準問題、整體擁有成本高,以及使用高功率雷射的安全疑慮。
  • 疊層製造系統:這類系統透過投影光學引擎,一次可使一個面的光敏樹脂固化成形,因此能大幅提升列印速度。投影機主要採用的投影技術可分為標準DLP或LCD。


LCD技術的可靠度較差,液晶由於受短波長光源照射,晶體會隨著時間劣化。相較之下,DLP技術採用微機電系統,透過數位微型反射鏡元件(DMD)調節光源。

DLP 3D列印機的主要優勢包含可靠度高、準確度高與列印速度快。

DLD Pico晶片組配備對角尺寸介於0.2英吋至0.47英吋的數位微型反射鏡陣列,非常適合與桌上型3D列印機搭配使用。DLP Pico系列產品價格實惠、性能優良,能應用於多元領域、提高附加價值,以下列舉四個潛在應用領域:

  • 數位牙科:牙醫師經常為病患製作各類牙齒矯正器,例如防磨牙牙套、植牙手術導引板、透明矯正牙套等。數位牙科採用3D牙齒掃描機(口內與桌上型掃描機)及3D列印機,讓矯正器製作更有效率。醫師可直接在診所內製作矯正器具,縮減為病患看診的時間,並善用DLP技術的眾多優勢,大幅改善擷取到列印的端到端流程,進一步提升工作效率。


圖2、3D列印於數位牙科的應用 (本圖由TI提供)

  • 珠寶:個人化珠寶也是3D列印市場的潛力領域。解析度與平滑度對於珠寶設計至關重要,而搭載DLP Pico技術的SLA列印機能兼顧兩者,是珠寶3D列印的最佳選擇。


圖3、3D珠寶列印 (本圖由TI提供)

  • 工程:專業設計師與工程師可透過3D列印快速製作原型,測試新的設計發想,在投入量產前評估產品外型與質感。


圖4、3D列印於原型製作的應用 (本圖由TI提供)

  • 教育:3D列印已在教育界蔚為風潮。越來越多學校與圖書館都將3D列印融入課程,包含 3D 幾何模型、機械設備到人體解剖,讓學生將創意巧思化為具體實物。


圖5、3D列印的教育應用 (本圖由TI提供)

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