基于DLP 3D打印成型技術(shù)的研究.pdf

1、3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于航天航空行業(yè)、食品行業(yè)、汽車工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等領(lǐng)域。近年來(lái)，牙科3D打印在醫(yī)療行業(yè)中成為熱門，因此本文選擇面向牙科的3D打印快速成型技術(shù)進(jìn)行研究。常用于牙科3D打印的快速成型技術(shù)主要有以下四種: FDM技術(shù)、SLA技術(shù)、PolyJet技術(shù)和DLP技術(shù)。
　　FDM技術(shù)的缺點(diǎn)是成型物體精度低，成型速度較慢、打印機(jī)結(jié)構(gòu)精度要求高、對(duì)噴頭溫度的要求也很高，此外，打印材料需要在噴頭中高溫熔融，會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味氣體;SL

2、A技術(shù)的缺點(diǎn)是需要專用的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，成型后需要進(jìn)行二次固化等后處理，激光管壽命短（3000小時(shí)左右，價(jià)格昂貴），成型時(shí)間較長(zhǎng)，使用的原材料有限;PolyJet技術(shù)的缺點(diǎn)是耗材成本較高、對(duì)打印機(jī)的結(jié)構(gòu)精度要求非常高;DLP技術(shù)是以高分辨率的DLP投影儀來(lái)固化液態(tài)的光聚合物，每次固化一個(gè)層面，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滑桿向下移動(dòng)一個(gè)距離，直至打印完整個(gè)三維物體。
　　與前三種成型技術(shù)相比，DLP技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是成型速度快，精度高。前三種成型技術(shù)采

3、取的是由點(diǎn)到線，再到面，最后到三維物體，而DLP技術(shù)則是直接成一個(gè)面，再到三維物體，因此成型速度快。對(duì)于DLP技術(shù)來(lái)說(shuō)，投影儀的分辨率越高，成型精度就越高。盡管該成型技術(shù)可使用的打印材料較少，但是對(duì)于在牙科上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，目前MED610這款打印材料就足以滿足需要，所以影響并不大。通過(guò)對(duì)上述四種成型技術(shù)的比較，本文選取了成型速度快、精度高的DLP技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)假牙、牙模、牙套等物件的3D打印。
　　本文設(shè)計(jì)的基于DLP成型技術(shù)的3D打印

4、機(jī)主要由DLP投影系統(tǒng)、打印機(jī)服務(wù)器、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)套件、成型套件五個(gè)部分組成。其中DLP投影系統(tǒng)是基于DLP投影儀進(jìn)行改進(jìn)的，通過(guò)HDMI接口連接到打印機(jī)服務(wù)器，用于傳輸3D模型圖像信息，使其投影到成型平臺(tái)上固化液態(tài)打印材料成型;打印服務(wù)器是基于樹(shù)莓派3B平臺(tái)構(gòu)建，它是本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心部分，用于客戶機(jī)訪問(wèn)上傳3D打印文件并控制打印機(jī)其他組成部分工作，完成打印任務(wù);步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)是基于Arduino Mega2560的平

5、臺(tái)搭建，通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口連接打印機(jī)服務(wù)器，用于控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng);步進(jìn)電機(jī)套件是由步進(jìn)電機(jī)、螺桿、導(dǎo)軌三部分組成，主要是當(dāng)接收到步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)，帶動(dòng)成型平臺(tái)在成型槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。成型套件包括成型平臺(tái)與成型槽，用于固定3D打印物體和液態(tài)打印材料。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)套件、成型套件共同組成打印機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。
　　為了提高成型精度和成型速度，本文基于DLP投影儀來(lái)搭建驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具體步驟如下:第一，對(duì)該投影儀的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)