德州儀器 (TI) DLP技術(shù)，連同其核心上的數(shù)字微鏡器件 (DMD)，當(dāng)應(yīng)用于3D打印和機(jī)器視覺時(shí)，有可能提供高分辨率成像、快速生產(chǎn)速度和低制造成本，從而幫助對(duì)自主制造的愿景和展望成為現(xiàn)實(shí)。

使用DLP技術(shù)的3D打印

光固化成形法 (SLA)，一個(gè)常見的3D打印工藝，與傳統(tǒng)打印很相似。與硒鼓將碳粉沉積在紙張上很類似，3D打印機(jī)在連續(xù)的2D橫截面上沉淀數(shù)層材料，這些材料一層層的疊加在一起，從而產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際的3D物體。在使用SLA時(shí)，這一材料是用紫外 (UV) 光源進(jìn)行固化的樹脂。隨著樹脂的固化，它的單體交聯(lián)產(chǎn)生了一個(gè)聚合物鏈，從而產(chǎn)生一個(gè)固態(tài)物質(zhì)。

當(dāng)SLA與DLP芯片組組合在一起使用時(shí)，UV光源被用來(lái)照亮DMD。然后，DMD的像素被用來(lái)生成圖像的圖案，而這個(gè)圖像被投影在樹脂層上，從而產(chǎn)生出連續(xù)的橫截面，組成了3D物體。使用DLP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，除了直接將光源在樹脂上成像外，還使用光學(xué)元件將來(lái)自DMD的單獨(dú)像素成像，這也就優(yōu)化了分辨率和特征尺寸。

與傳統(tǒng)的、能夠產(chǎn)生100μm體素（3D像素）的基于激光的SLA機(jī)器相比，由DLP技術(shù)提供輔助功能的SLA機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)最小30μm的體素。更小的體素直接轉(zhuǎn)化為更加平滑的物體，這意味著目標(biāo)完成所需要的后續(xù)處理更少。此外，由于整個(gè)構(gòu)造層的成像和生成是同時(shí)進(jìn)行的，而不是每次一個(gè)體素、逐層完成，這些機(jī)器在制作大幅打印方面比傳統(tǒng)SLA機(jī)器更快。

DLP技術(shù)測(cè)量與測(cè)試

傳統(tǒng)機(jī)器視覺系統(tǒng)使用一個(gè)接觸式坐標(biāo)測(cè)量方法來(lái)掃描一個(gè)物體，或者是使用單個(gè)攝像頭的非接觸式2D檢測(cè)和測(cè)量方法。輔助有DLP技術(shù)的3D機(jī)器視覺使用被稱為結(jié)構(gòu)光的方法，這個(gè)方法是單線掃描的一個(gè)變體。數(shù)字光圖案被投影到一個(gè)物體上，并且由一個(gè)攝像頭傳感器來(lái)成像；這個(gè)傳感器用一個(gè)已知光源角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三角測(cè)量，以提取3D數(shù)據(jù)。

DMD將相應(yīng)的像素列打開或者關(guān)閉，用這種方式產(chǎn)生出通常為黑色和白色條形的投射圖形。通過(guò)使用投影鏡頭，來(lái)自DMD的光被成像在被測(cè)量的物體上。由于DMD像素的尺寸可以僅為5.4μm，可以使用小型面板來(lái)產(chǎn)生圖案。

與傳統(tǒng)單線掃描和接觸式坐標(biāo)測(cè)量相比，輔助有DLP技術(shù)的結(jié)構(gòu)光方法能夠?qū)崟r(shí)生成高精度的3D數(shù)據(jù)，其原因就在于它的高分辨率功能和高達(dá)32kHz的快速、可編程圖形速率。此外，DMD使系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有很大的靈活性，可以在365nm至2500nm的范圍內(nèi)選擇很多種波長(zhǎng)。

審核編輯：郭婷