摘要:DLP 3D打印机模型效果分析。通过以上分析,模型的精度由多种因素所决定,其中 DLP 投影设备自身所占比重较大。投影设备的放大率决定了单个模型的尺寸精度,投影设备的变形率会影响模型的可装配性。
面曝光 3D 打印机在设计之初适用于进行小幅面模型的制作,在测试时选取了两个具有代表性的样件来检验 3D 打印机的成型性能。一个是尺寸标准件用于测试模型尺寸,精度等样件;而是根据实际客户需求,制作牙科模型文件,以此来检验制作模型的可装配性能,以及更为复杂尺寸特征。
标准模型为包含半球,薄壁,立柱在内的模型。如下图所示:
图 5-10 测试标准件
打印的模型要求各部分符合设计的尺寸,薄壁可打印且保持竖直,半球模型表面不出现阶梯效应。标尺用于测试 3D 打印机的尺寸精度。薄壁模型用于测试DLP 3D打印机可制作的尺寸精度。半球模型用于测试 3D 打印机 Z 轴分层精度。
下图为客户提供的人体牙科实际扫描模型。模型为患者口腔下颚,用于检验制作的牙床导板是否能准确贴合患者的口腔内壁而设计。要求打印的模型完全符合扫描模型。由于牙床模型与制作的导板是配套,若模型尺寸无物,导板可进行正常佩戴,以此来检验 DLP 3D打印机性能。若导板可以正常无阻碍的带在打印的牙床模型上,即满足实际需求。
对不同批次打印的样件进行装配,可以很好验证 3D 打印机的稳定性以及制作精度。若能够实现无障碍装配且不出现松动,可以说明打印机能够按照设计尺寸完成模型的高精度的打印工作。装配问题可以初步检验打印机对模型的实际制造水平。
牙床模型和导板模型如下图所示:
图 5-11 牙齿导板模型
图 5-12 牙床模型
在实验过程中,第一次制作的模型由于投影变形问题,使得导板只有一侧可以顺利带上。经过测量,牙床模型底板并不是矩形,即说明投影幅面存在梯形畸变。经过校正后,重新打印的牙床模型如下所示。牙床模型与导板的实际装配如 下。
图 5-13 制作的样件实际装配情况 1
图 5-14 制作的样件实际装配情况 2
实际装配过程中,导板未遇到明显阻力,且不出现松动迹象,样件模型可以实现需求。
本章小结
本章内容从理论的角度详细分析了DLP 3D打印机的成型精度,稳定性等方面的因素,确认了光敏树脂,投影系统以及软件中分层控制因素对最终打印样件的精度影响。最后展示了样机所制作的牙科医疗模型,打印的模型满足设计需求,可以确认样机的性能表现具有一定的实用价值。
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