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MSLA/LCD光固化扇形单光源VS阵列平行光源

2020-08-29 01:21 作者:上海千冬科技有限公司  | 我要投稿


MSLA/LCD光固化3D打印利用LED作为光源,再加上一个LCD掩模,以输出来自LED光源的光图像。并且,LED输出光源在有透镜的情况下才能进行光学校正。这里我们比较两种光源技术:扇形单光源和阵列平行光源在MSLA/LCD 3D打印中的区别。
图片来源:Phrozen


扇形单光源
扇形单光源由UV LED,大凸透镜和镜面反光杯组成。在2019年之前,大多数早期的SLA/LCD 3D打印机都采用了这种UV LED系统。


扇形单光源从一个点源辐射光线,分散到各个方向,强度与距离遵循经典的反平方关系。然而,来自扇形单光源的光线垂直汇聚在一点上,也就是说,散射光的面积很大,因此对于目标区域,实际照射强度可能只是发散的一小部分。

图片来源:AnyCubic Photon

这时候,就需要一个镜面反光杯,使LED光集中在目标区域,更有效地固化液体树脂。


阵列平行光源

阵列平行光源是一个转折点,把旧的单一LED光源MSLA/LCD光固化3D打印升级为LED阵列MSLA/LCD打印机。这个UV LED阵列是就是所谓的阵列平行光源。

光源在准直透镜(指能将来自孔径栏中每一点的光线变成一束平行的准直光柱的仪器)的焦点处,所有入射光线都经过准直透镜折射,并平行于主轴运动。透镜阵列在每个元素透镜的焦点收集平行光束,使其看起来像一个点光源(PLS)阵列。


扇形单光源VS阵列平行光源

由于紫外光透过LCD屏幕的过程中会发生折射,如果射入光杂乱,则黑白交界区域的光紊乱无章,导致边缘成型的锐度降低,进而细节表现不足。

图片来源:3dtoday

与扇形单光源相比,阵列平行光源采用更窄发射角度的直流光照射,可大大提高打印质量。因为有较少的光散射,它在边缘提供更清晰的对比度并且减少漫反射,生成精致和光滑的表面。阵列保证了光源均匀地分布在整个成型平台区域。

扇形单光源,图片来源:AnyCubic Photon
阵列平行光源,图片来源:Phrozen

在高精度测量设备的制造中通常使用平行光源,使打印的分辨率和精度更优质。UV光越均匀,固化速度越快,固化质量越好,打印失败率越低。


显微镜下阵列平行光源成品
显微镜下扇形单光源成品

2019年以后,阵列平行光源逐渐成为越来越多的新型MSLA/LCD 3D打印机的标准配置。然而,一分钱一分货,阵列平行光源成本比扇形单光源更贵,扇形单光源同样有着成本低、结构简单的优势。两种光源方案都在进步和迭代,未来将会有更多可能性。






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