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如何提高DLP 3D打印分辨率?欧特克专业人员告诉你

供稿:中国工控网 2016/8/17 11:41:30

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  近日,欧特克公司的研究人员向用户介绍了如何使该公司开源的Ember 3D打印机达到亚像素分辨率的方法,该方法主要通过灰度抗锯齿功能来有效地平滑其打印件的边缘。Ember 3D打印机使用的是DLP 3D打印技术

  从整体上看,3D打印机分辨率的问题似乎很清楚:Z轴分辨率很容易评估,而XY分辨率则更难衡量一些;3D打印机的分辨率或多或少会受到其光源(SLA,DLP)精度或其挤出机喷嘴(FDM)尺寸的限制。尽管如此,据欧特克3D软件的专家们指出,有一个灰色区域可以被用来在其Ember DLP 打印机上获得亚像素的分辨率——这种方法似乎在其他DLP 3D打印机上也有效。

  众所周知,基于DLP(数字光处理)技术的3D打印机主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体,从而创建出3D打印对象的。通常情况下,用户只能在投影仪的分辨率条件下创建出尽可能精细的条件。然而,根据欧特克公司提供的小窍门,用户可以利用抗锯齿(用来平滑锯齿状边缘)技术,通过不同程度地部分固化单个像素来有效地提升DLP 3D打印机的分辨率。

  这是怎么回事呢?当您使用像Ember这样的DLP 3D打印机打印对象是,可打印区域是被分为一个个“体素(voxel,即3D的像素)”的。如果一个像素(这里指的是XY平面上的像素)被标记为“白”,投影仪就会固化处于该像素位置的树脂,创建一个固化的、3D的体素;如果它被标记为“黑”,投影仪将避免固化该区域的树脂。在实验中,欧特克公司的研发人员问自己,如果他们3D打印既不黑又不白的“灰色”像素,那么会发生什么——它会打印半素吗?如果是这样,什么是半像素的边界?

  于是Ember开发团队的一位著名成员Richard Greene就做了一个实验,在这个实验里,他打印了一排固体的体素,这些体素的边上是一排亮度范围从明亮到黑暗的像素。“Greene当像素的灰度(或者黑暗程度)超过某一范围后根本不会被打印。”欧特克公司的Steve Kranz说:“然后,到了某一时刻,会出现半球形式的凝结块附加到以前打印的层上。像素的亮度更高,就会更高的凝结块,当像素越来越亮,体素就会变得越宽并轻微变高。这意味着可以通过改变单个像素的亮度来控制体素的大小。”

  通过利用图像的灰度值,Greene可以将一个虚拟的3D立方体“放置”在打印区域的任何地方——甚至在像素之间——从而获得更大的精度。这个巧妙的技巧甚至可以用来创建精确垂直的坡度:Greene做了一个垂直立柱的3D模型,该立柱与底部呈90度角,其中包括实体的白色体素。通过添加一个 像素宽的32灰度值渐变到立柱的边上,欧特克公司的研究人员得以创建出了一个精确的边坡,每一层大约比下一层薄1.5个微米,从而在边缘上形成了一个3.6度的斜度,所有这些都在一个50微米宽的像素内。

  据认为,这个巧妙的技术应用范围很广,适用于任何类型的DLP 3D打印机。此外,欧特克公司目前正在研究将噪波和纹理添加到图像切片中的方法,这可能会使3D打印件看起来更像注塑件,而其外部一层层的层线将更难看到。“这些灰度技巧并不能让您神奇地打印出亚像素的细部,但是它能够帮您减少3D打印件中的层线以及其它东西。”Kranz总结说。

审核编辑(王静)
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