Så fungerar DLP-tekniken

Text:Mattias Kristiansson
PUBLICERAD: 24 mars 2017

dlp_technology

DLP, eller Digital Light Processing, uppfanns av Larry Hornbeck på  Texas Instruments redan år 1987. Det är en additiv framställningsmetod som påminner om stereolitografi, SLA. Båda tekniker bygger på användningen av flytande polymerer som material, men istället för att använda en laser för att exponera och härda, så används en projektor. Denna är inte helt annorlunda jämfört med en bildprojektor som används för presentationer eller filmvisning.

Inför sammanställningen av denna fördjupning har vi talat med Pär Nobring, vd och delägare hos EnvisionTEC:s svenska återförsäljare r.a.p.s., baserade i Landskrona. Vi vill påpeka att det finns flera 3d-printerutvecklare som arbetar med DLP-teknik, men ingen har ett så omfattande maskinprogram som EnvisionTEC.

I en DLP-maskin sitter det ett så kallat Digital Micromirror Device. Denna enhet består av mikrospeglar monterade på ett halvledarchip. Varje mikrospegel motsvarar en pixel. I likhet med en strömbrytare så stänger DMD-enheten av eller sätter på dessa mikrospeglar så att de antingen reflekterar ljus eller stänger av sin reflektion.

Det är skillnad på projektorer och projektorer. I majoriteten av de mer konsumentinriktade DLP-lösningarna sitter det en projektortyp som påminner om vanliga presentations- eller filmprojektorer. Denna projektortyp exponerar med diamantformade pixlar, vilket kan ge sämre upplösning och så kallad stair stepping – där de olika lagren är synliga. Men de mer industriella lösningarna använder fyrkantiga pixlar som linjerar bättre. Tar du EnvisionTECs DLP-lösningar ingår här även en gråskaleteknik som ska jämna ut lager och skapa högre upplösning, menar företaget.

UPPLÖSNING
DLP-tekniken medger precis som SLA hög upplösning. DLP-tekniken klarar upplösningar ner till 16 x 16 x 10 mikrometer i XYZ. Projektoroptiken kan också justeras för att kontrollera upplösningen och lagertjockleken. Upplösning och detaljskärpa i den 3d-printade produkten beror dock på projektorns pixelupplösning, optik och ljusstyrka. Självklart beror det också på vilket material som används.

Leverantören EnvisionTEC använder även något som heter ERM-teknik, Enhanced Resolution Module, en programvara som emulerar högre upplösning. Så även om minimal pixelstorlek som genereras av DLP-tekniken ligger på 19 mikrometer, så kan ERM emulera ner till 10 mikrometer.

Tekniken medger ett lågt underhåll eftersom den enda mekaniska rörelsen är i X-led. Det finns heller ingen materialmatning som kan gå fel. Det är också en tyst produktionsmetod. På de större maskinerna kan det lukta något från materialet, men inte från de mindre maskinerna på grund av den mindre byggytan.

PRODUKTIONSPROCESSEN
Beroende på applikationstyp så kan det styra hur komponenten ska placeras i produktionsriktningen. Detta kan göras i en rad olika program som Materialise Magics, Netfabb och EnvisionTECs egen programvara. 3Shape har i Cam-Bridge automatiserat denna process, vilket går att använda inom olika områden, men är specialiserad mot personaliserade hörapparater.

DLP-tekniken exponerar selektivt ytan i ett vätskebad med plastpolymer, oftast är en akrylbaserad plast med fotopolymer. I en SLA-maskin används en laser som löper över exponeringsytan från ett håll, punkt för punkt. Med DLP-tekniken exponeras hela lager på en gång, vilket ger en relativt hög produktionshastighet. Beroende på lagertjocklek kan produktionshastigheten komma upp i 40 millimeter per timme (baserat på en lagertjocklek på 100 mikrometer). När ett lager exponerats flyttas byggplattan ner, eller upp, beroende på modell, ett snäpp och processen upprepas.

Du har också efterbearbetning precis som med SLA. Alla komponenter ska tvättas rent med isopropanol samt att man fysiskt behöver ta bort stödmaterial.

MATERIAL
DLP-tekniken använder främst akrylbaserade material med fotopolymerer. Det är en stor flora av akryler där man tillsätter olika oxider som gör att man kan få fram olika materialegenskaper. Men även ljuskällan spelar roll. Vill du använda transparenta material till exempel krävs det att du använder UV-projektor som genererar mer energi och andra våglängder.

EnvisionTEC har ett avsevärt materialbibliotek som spänner över användningsområden som medicinteknik, dental, gjutning, hörapparater, smycken och formsprutning.

Castable är en materialserie för gjutning. Här har EnvisionTEC fyra material, med olika hårdhetsgrad och skärpa. Dessa material är främstf framtagna för gjutning av metaller.

Moulding är en materialserie som kan 3d-printas för att göra gummiformar för gjutning. Du 3d-printar mastern och gör sedan verktyget i gummi.

E-Tool är ett hållfast material för att 3d-printa formsprutningsverktyg för ultrakorta serier. De tester företaget gjort visar att det går att göra upp till 50 detaljer med detta verktyg, vilket är mycket användbart då tiden är avgörande.

Sedan finns det en rad material för modeller och visualisering, det finns biokompatibla material för ortopedi och dental, material som är ABS-liknande och som klarar höga temperaturer. Transparenta, hållfasta och flexibla, med mera.
Om man ska dra någon slutsats av var den största materialforskningen sker inom DLP-tekniken, så kan vi med stor sannolikhet säga att detta sker inom dental, medicinteknik och hörapparater. Här är EnvisionTECs stora tillväxtområden.

[divider scroll_text=”]
LEVERANTÖRER AV DLP-TEKNIK
EnvisionTEC
Roland DG
Autodesk
DWS
Asiga
Rapid Shape

Läs vidare

Framtidens stålpulver är helt fossilfritt

Om additiv tillverkning med metall ska bli en hållbar produktionsteknik på allvar krävs pulver med ett betydligt lägre koldioxidavtryck. Därför gör den svenska industrikoncernen SSAB en satsning på fossilfritt stål för användning inom bland annat AM.
SSAB-kollage

Ser ökat intresse för 3D-printade förpackningar

Lådor för exklusiva whisky-flaskor, smycken i återvunnet silver och danska designklockor. Malmöföretaget Lostboyslab har fått allt fler förpackningsuppdrag och ser ett område med stor tillväxtpotential.
LBL-box-3

AM-konferens anordnas under Underhållsmässan

Additive Intelligence 4.0 återkommer i mars 2024. Det är fjärde gången konferensen arrangeras och den här gången parallellt med Underhållsmässan på Svenska mässan i Göteborg.
Seyed-Hosseini-scaled-e1673872420130

Han samlar in och återvinner filamentrester

3D-entreprenören Per Hjort i Helsingborg vill skapa en "grön revolution" genom att återvinna plastavfall från 3D-printing och tillverka nytt filament som kan användas till bland annat prototyper och verktyg.
Per-Hjort-e1701677984212

Senaste nytt

Nano Dimension förvärvar Desktop Metal

Förvärvsturerna har varit många kring Desktop Metal, Nano Dimension, 3D Systems och Stratasys. Nu står det i alla fall klart att Nano Dimension och Desktop Metal kommit överens om en sammanslagning.
Ric-Fulop

Prusa släpper industriell 3D-skrivare

Enligt Prusa Researchs grundare Josef Prusa startade han bolaget med ambitionen att demokratisera 3D-printing och göra det tillgängligt för fler. Något man får säga att han lyckats med. Nu vill han göra samma resa med industriell 3D-print.
Prusa HT90 1

Formnext Awards ska hylla talangerna inom AM

Formnext vill lyfta fram talanger och innovativa idéer inom AM, men inte bara bland start-ups. Därför har Formnext Start-up Challenge utökats med ytterligare fem tävlingskategorier under det gemensamma namnet Formnext Awards. 
Formnext-entre

Printar korallrev och parkourbana till SM

Concrete Print byggde för ett par år sedan det första 3D-printade huset i Sverige. Sedan dess har Tumba-företaget fått flera andra uppdrag att printa med betong, som nu senast fundament för att rädda Sveriges sista korallrev och en parkourbana till SM-veckan i Västerås. 
Concrete Print 1