Bereits 2013 begann UnionTech mit dem Aufbau des DLP-Forschungsteams und brachte 2015 das erste DLP-Produkt für den Mundraum auf den Markt. Seitdem hat es nie aufgehört, die zugrunde liegende Technologie zu erkunden, und bildete die DLP-Forschungsarchitektur UDS&S (UnionTech DLP Struktur & Software), um aktiv den Blue-Ocean-Markt zu erweitern und seine Produktlinien in Bereichen wie Prothetik, Kieferorthopädie, Animation, Schuhindustrie, Bildung, Industrie, Schmuck, medizinische Behandlung usw. zu verbreitern. Bis 2021 haben die DLP-Produktserien die Hälfte der Produktfamilie von UnionTech eingenommen.
Heute haben wir Dr. RONG Zuochao, der für die Produkte von UnionTech verantwortlich ist, eingeladen, um über das Prinzip und den Entwicklungsstand der DLP-Drucktechnologie zu sprechen und ihre Entwicklungsrichtung zu analysieren. Begleiten Sie uns, um den Artikel zu lesen!
RONG Zuochao, Manager der Produktabteilung von UnionTech und Doktor der Maschinenbau- und Automatisierungstechnik an der Zhejiang-Universität, ist begeistert von Forschung und Entwicklung. Er denkt und spricht schnell und bietet informative Vorträge.
1981 erfand Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute die Verwendung von lichtaushärtenden Polymeren für den 3D-Druck von festen Modellen. 1987 entwickelte Larry Hornbeck von Texas Instruments (TI) die DLP (Digital Light Processing) Technologie.
Digital Light Processing (DLP) entstand mehr als ein Jahrzehnt nach der Geburt der SLA-Technologie. Es wird auch von der Industrie als die zweite Generation der SLA-Formtechnologie anerkannt und hat eine Geschichte von mehr als 20 Jahren. Die DLP-Technologie ist eine Rapid-Prototyping-Technologie, die 3D-gedruckte Objekte erzeugt, indem sie lichtempfindliche Polymerflüssigkeit schichtweise durch einen Projektor verfestigt. In Bezug auf diese Technologie wird zunächst die Modellierung mit der Slicing-Software durchgeführt; dann spielt der Projektor die Folie ab; jede Schicht des Bildes wird durch Photopolymerisation in Bereichen, in denen die Harzschicht sehr dünn ist, ausgehärtet, um eine dünne Schicht des Teils zu bilden; dann bewegt sich die Prototyping-Arbeitsfläche um eine Schicht, um die nächste Schicht zu verarbeiten, während der Projektor weiterhin die nächste Folie abspielt. Dies wiederholt sich, bis der Druckprozess endet, mit sowohl hochpräziser Formgebung als auch schnellem Druck.
Anwendungsbereich und aktuelle Situation der DLP-Drucktechnologie
Als eine der hochentwickelten Drucktechnologien wird die DLP-Drucktechnologie in der Industrie stark beachtet. Durch kontinuierliche Optimierung und Fortschritt begannen industrielle und Desktop-Produkte zu erscheinen. Die Kerntechnologie, der DMD-Chip, wird ebenfalls ständig aktualisiert und weiterentwickelt. Die neuesten Forschungen haben die Druckzeit um das Dutzend verkürzt, was nicht nur einen Vorteil in der Formgenauigkeit und Druckgeschwindigkeit, sondern auch in den Abmessungen und Preisen der Geräte bietet. Mit der Zunahme der Kundengruppen wurden viele Unternehmen angezogen, sich in der Branche zu engagieren, was tatsächlich die Tür zur Entwicklung der DLP-Drucktechnologie öffnet, und UnionTech ist eines davon.
1. Anbieter von DLP-Druckmaterialien wetteifern um Aufmerksamkeit
Die Leistung von SLA-Materialien verbessert sich im Laufe der Zeit nur bescheiden. Der zukünftige Entwicklungsspielraum für DLP-Materialien ist jedoch unbegrenzt und tendiert dazu, in verschiedene Anwendungsszenarien einzutauchen. Wo es Nachfrage gibt, gibt es auch einen Markt!
Globale Materialgiganten wie Evonik, BASF, Covestro, Royal DSM, Henkel und Liqcreate haben nacheinander Abteilungen oder Zweigstellen für additive Fertigung (AM) gegründet, um neue lichtempfindliche Harzmaterialien zu entwickeln. Sie richten ihren Fokus auf den Bereich DLP. Sie verlassen sich auf ihre eigene Technologie und den Aufbau industrieller Ressourcen, um allmählich im Bereich der DLP-Druckmaterialien präsent zu sein, neue Leistungen zu entwickeln und neue Anwendungen zu schaffen. Wir haben Grund zu der Annahme, dass die Aufmerksamkeit traditioneller Materialhersteller die Entwicklung und Anwendung der DLP-Drucktechnologie beschleunigen kann.
Mit der Stärkung der Breite im Bereich der Materialien tauchen DLP-gedruckte Keramiken und DLP-gedruckte Metalle allmählich auf. In wenigen Worten, die Zukunft der DLP-Druckmaterialien ist vielversprechend.
2. Bessere Druckeffekte: hervorragende Präzision, hohe Effizienz und überlegene Details
Der DLP-basierte 3D-Drucker nimmt Bilder von Millionen oder sogar zig Millionen winziger, hochpräziser Pixel auf und druckt somit mit höherer Auflösung. Das laserbasierte Stereolithografie-Gerät hat Pixelgrößen von fast 100μm, während der DLP-basierte Drucker Pixelgrößen von 15μm hat. Im Vergleich dazu beträgt die Breite unserer Haare 100μm.
Im Vergleich zu anderen 3D-Druckmethoden,
genießt der DLP-basierte Drucker eine viel höhere Auflösung,
und ermöglicht eine viel glattere Oberfläche der fertigen Produkte.
Daher ist der Gesamtdruckeffekt befriedigender.
Fast keine Politur ist erforderlich, außer für lokale Stützen.
Es gibt auch weniger Nachbearbeitungsarbeiten.
3. “Effizienz” ist eine der wichtigen Bedingungen, damit der 3D-Druck in den Massenproduktionsmarkt eintreten kann.
Traditionelle 3D-Drucker arbeiten von Punkt zu Linie und dann von Linie zu Fläche, indem sie Schichten spezifischer Formen und Bilder aufbauen. Im Vergleich zu DLP-3D-Druckern ist die Druckgeschwindigkeit langsamer. DLP-Drucker arbeiten, indem sie eine gesamte Schicht projizieren und aggregieren und die gesamte Schicht auf einmal bilden, indem sie Licht auf das Harz scheinen, wodurch die Druckgeschwindigkeit dramatisch erhöht wird. Darüber hinaus trägt die kontinuierliche Anwendung neuer hochpräziser und schnell trocknender 3D-Druckmaterialien ebenfalls dazu bei, die Formgeschwindigkeit des DLP-3D-Drucks auf ein höheres Niveau zu heben. Derzeit kann die Geschwindigkeit des DLP-Druckers von UnionTech für die Zahnmedizin 40 mm/h erreichen, um eine Zahnform in 25 Minuten problemlos zu drucken.
Anwendung
Mund- und Zahnbehandlung
Kulturelle Kreativität
Schmuck
Investitionsguss
Der DLP-Projektor erzeugt einen höheren Bildkontrast und verfügt über ein kompakteres optisches Pfadsystem, was ihm einen Vorteil in Bezug auf Volumen und Gewicht verschafft. Und aufgrund des Einsatzes des Reflexionsprinzips kann der DLP-Projektor einen höheren Schwarz-Weiß-Kontrast erreichen.
Zukünftige Entwicklungsrichtung des DLP-3D-Drucks
1. Durchbruch der Formatgrenzen
Derzeit ist die Entwicklung der DLP-Technologie aufgrund des Monopols der Chiptechnologie in einigen Ländern eingeschränkt. Offensichtliche Einschränkungen bestehen hinsichtlich der Größen von DLP-Druckern auf dem Markt, und das Formatproblem muss dringend gelöst werden.
Verschiedene Bereiche haben unterschiedliche Anforderungen an das Format. Zum Beispiel beträgt das Format für die vollautomatisierte Massenproduktion des UnionTech D800, eines speziell für die Kieferorthopädie entwickelten 3D-Druckers, 768×432×30 mm, wobei eine 4*4K-Optik verwendet wird, um die Anforderungen an den Großformatdruck in der Kieferorthopädie zu erfüllen. Das Format des UnionTech S300, eines DLP-3D-Druckers, der speziell für die Zahnmedizin entwickelt wurde, beträgt 249,6×140,4×240 mm, was die täglichen Bedürfnisse technischer Institute und Zahnkliniken erfüllen kann.
In Zukunft, mit der Entwicklung der Chipindustrie, tendiert die Format-DLP-Druckausrüstung dazu, größer zu werden.
2. Die Leistung von DLP ist nicht hoch genug, was die Entwicklungsmöglichkeiten der Materialhersteller einschränkt.
Die maximale Leistung einer einzelnen DLP-Maschine auf dem Markt kann derzeit 6-8W erreichen. Das Problem der unzureichenden Entwurfskraft begrenzt die Entwicklungsmöglichkeiten der Materialhersteller und schränkt auch die Entwicklung der DLP-Drucktechnologie ein.
Unsere zukünftige Entwicklungsrichtung wird darin bestehen, wie wir die Leistung verbessern können.
Wissenstipps:
Vorteile der Erhöhung der Effizienz von DLP:
• Erhöhung der Druckgeschwindigkeit und Verkürzung der Belichtungszeit, wodurch der Drucker schneller drucken kann.
• Verbesserung des Druckformats, um die optische Leistungsdichte pro Flächeneinheit zu erfüllen
• Reduzierung der Einschränkungen bei der Entwicklung von Hochleistungsmaterialien, da einige Materialien bei ausreichend hoher Leistung geformt werden können, wie z.B. Metallmaterialien, Keramikmaterialien usw.
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3. Die Lebensdauer und die einfache Wartung der Kernkomponenten werden schrittweise verstärkt
Da die Belichtungsmaschine eines der Kernkomponenten des DLP-Druckers ist, hat UnionTech versucht, ihre Lebensdauer zu verlängern. Und für die Wartung der Kernkomponenten bietet UnionTech benutzerfreundliche Dienstleistungen an, um die Schwierigkeit der Wartung und des Austauschs zu verringern. Der Trennliner des DLP-Druckers wurde ebenfalls mit der Entwicklung der Technologie optimiert, wodurch seine Lebensdauer kontinuierlich verlängert, der Austausch bequemer und einfacher wird und die Nutzungskosten ständig gesenkt werden.
4. DLP-Drucker neigen dazu, sich an beiden Enden zu entwickeln: die hochgradige Industrie- und die niedriggradige Verbraucherversion.
Mit der Entwicklung der 3D-Drucktechnologie und ihrer Durchdringung in verschiedene Bereiche kann die Entwicklung von DLP-Druckern in zwei Bereiche unterteilt werden: die hochgradige Industrieklasse und die niedriggradige Verbraucherklasse. Die hochgradigen Industrie-DLP-Drucker streben nach Druckeffizienz und Feinheit der Produkte, während die niedriggradigen Verbraucher-DLP-Drucker ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und eine einfache Bedienung anstreben. Die Entwicklung des industriellen DLP-Druckers zeigt, dass die neue Fertigungsindustrie eine revolutionäre Rolle in der industriellen Entwicklung spielt und immer mehr Nachteile der traditionellen Fertigungsindustrie ausgeglichen werden können. Das Auftreten des Desktop-DLP3D-Druckers lässt den 3D-Druck wirklich in den Horizont der breiten Öffentlichkeit eintreten und ermöglicht es mehr Menschen, die 3D-Drucktechnologie kennenzulernen und zu nutzen. Man kann sagen, dass verschiedene 3D-Drucktechnologien und -geräte in verschiedenen Bereichen eine unersetzliche Rolle spielen und bedeutende Beiträge zur Gesellschaft leisten.
Dr. RONG Zuo-chao ist der Meinung, dass Menschen, die ein wenig über DLP-Technologie lernen, wissen können, dass der zukünftige Anwendungsraum von DLP riesig ist. Aber wie man ein perfekteres Ökosystem aufbaut, ist immer der wichtigste und herausforderndste Teil der ökologischen Kette für jedes Unternehmen, da die meisten der upstream und downstream Partner, die mit dem ursprünglichen DLP-Bereich verbunden sind, alte Akteure auf dem Projektormarkt sind, die mit den neuen industriellen, automobilen und anderen Anwendungsbereichen nicht vertraut sind. Große und leistungsstarke Partner in diesen Anwendungen zu kultivieren und zu erschließen, ist das Hauptanliegen, das UnionTech gemeinsam mit den upstream-Unternehmen vorantreiben muss. Gleichzeitig führt UnionTech auch Arbeiten im Bereich der SaaS-Anwendungen durch, um die Bedürfnisse der Kunden in den Bereichen intelligente Vorverarbeitung, intelligentes Produktionsmanagement, Cloud-Dienste und andere Aspekte zu erfüllen.
