Digitale lichtverwerking – DLP-proces
Met behulp van digitale lichtverwerking worden uiterst gedetailleerde, precieze modellen vervaardigd in het 3D-printingproces. DLP wordt meestal gebruikt in de juwelenindustrie of bij het maken van prototypes. Door het ontwerp van DLP-printers, dat meer in het desktopbereik ligt, is digitale lichtverwerking slechts in zeer beperkte mate geschikt voor de uitvoering van grote projecten. In dit artikel komt u te weten hoe het proces werkt en wat de voor- en nadelen zijn.
Hoe is een printer voor digitale lichtverwerking opgebouwd?
Een digitale lichtbewerkingsprinter bestaat uit een gedeeltelijk doorschijnende tank, een in hoogte verstelbaar platform en een belichtingseenheid. Dit ontwerp vereist relatief compacte afmetingen, zodat DLP zich in de eerste plaats heeft gevestigd als desktopoplossing.
Hoe werkt digitale lichtverwerking?
Het uitgangspunt voor het proces is een bassin gevuld met vloeibare speciale kunststof, de zogenaamde fotopolymeer. Deze kunststof reageert op de invloed van licht en stolt na een bepaalde belichtingstijd. Het DLP bouwt voort op dit technische kenmerk. Een 3D-model dat eerder met CAD is gemaakt, wordt met behulp van een projector laag voor laag op het oppervlak van de vloeibare kunststof geprojecteerd. Onder invloed van licht worden de overeenkomstige gebieden hard. Daarna wordt de gestolde laag door een bewegend platform met de hoogte van een laag naar boven geduwd. Vloeibare fotopolymeer verzamelt zich weer onder de eerste laag, die vervolgens weer wordt belicht. Beetje bij beetje ontstaat een compleet model. Deze wordt na het drukken uit het bekken gehaald en in een belichtingskamer nagebelicht. Op deze wijze wordt een volledige en duurzame uitharding bereikt.
Waar wordt digitale lichtverwerking gebruikt?
Door de relatief lage instapprijzen en de compacte ontwerpen zijn DLP-printers ook interessant voor prosumers en kleinere bedrijven. Typische toepassingsgebieden zijn de juwelenindustrie of de prototypebouw. Het proces is ook ideaal voor het maken van kunst – kleine beeldhouwwerken, bijvoorbeeld. Ook in de modelbouw of voor tafelspelen worden gedetailleerde modellen vervaardigd met Digital Light Processing.
Welke materialen kunnen worden bedrukt met Digital Light Processing?
Aangezien voor digitale lichtbewerking materialen worden gebruikt die bij blootstelling aan licht van structuur veranderen en dus hard worden, is de keuze van materialen uiterst beperkt. Momenteel worden fotopolymeren in vloeibare vorm gebruikt. Deze kunststoffen kunnen echter worden gemengd met keramische materialen. Na het printen gaan de onderdelen in een brandkamer waar het keramiek samensmelt en het plastic wordt uitgebrand.
Hoe gebeurt de nabewerking bij digitale lichtverwerking?
Tijdens het drukproces worden naaldachtige steunstructuren op het model aangebracht, die mechanisch moeten worden verwijderd nadat het drukken is voltooid. Bijwerken met vijlen, schuurpapier of iets dergelijks is dus onvermijdelijk. Vervolgens moeten de bedrukte voorwerpen op sommige plaatsen opnieuw worden belicht in een afzonderlijke belichtingskamer. Dit hangt echter af van het beoogde gebruik en de vereiste sterkte van het model. Indien keramische additieven worden toegevoegd, is een afzonderlijk bakproces in een stookkamer noodzakelijk. Hier worden alle plastic onderdelen verbrand en de keramiek samengesmolten. Voor eenvoudige toepassingen zonder bijzondere eisen blijft de herbewerking echter beperkt tot het mechanisch verwijderen van de draagconstructies.
Digitale lichtverwerking – Wat zijn de voor- en nadelen?
De voordelen van het proces liggen duidelijk in de snelheid ervan. Voor grote afdrukken met volledige dichtheid wordt elke laag sneller belicht dan bij laserprocédés het geval is. Ook de gunstige instapprijzen moeten als voordelig worden beschouwd. Desktopprinters kunnen al vanaf een paar honderd euro worden gekocht. Open source projecten die bouwtekeningen voor complete printers vrij beschikbaar stellen op het web zijn ook een interessante optie. Hier zijn echter handigheid en een uitgebreide kennis van mechanica, pneumatiek, elektrotechniek en informatica vereist.
Nadelen zijn te vinden in de resolutie van de modellen. Omdat de printer een model laag voor laag opbouwt, vertonen 3D-modellen vaak fijne, maar zichtbare horizontale laagjeslijnen. DLP rendert beelden met rechthoekige voxels, zodat kleine gradaties zichtbaar blijven, zelfs in de verticale. Dit klinkt dramatischer dan het in werkelijkheid is, want de fijne lijntjes en randjes zijn alleen zichtbaar als je goed kijkt. Wat ook tot de nadelen moet worden gerekend, is de herbewerking. Zowel het mechanisch verwijderen van de draagstructuren als het nabranden of afvuren vergen een zekere tijd.
Voordelen:
- Compact ontwerp
- Gunstige instapprijs
- Snel afdrukken
Nadelen:
- Fotopolymeren zijn vrij duur in aankoop
- Het ontwerp van de printers is niet geschikt voor grote modellen
- Oppervlakken niet honderd procent glad
- Mechanische afwerking altijd noodzakelijk
- Gedeeltelijke nablootstelling of verbranding nog vereist
