Processamento de luz digital ou DLP: quando a impressão 3D encontra o cinema

Os dias em que a impressão 3D era combinada com a prototipagem rápida já se foram, nos últimos anos uma infinidade de técnicas de impressão nasceram e os materiais de impressão estão entre os mais diversos e em constante evolução. Vamos nos concentrar agora na tecnologia DLP sigla para processamento de luz digital , para entender seu princípio de funcionamento temos que pensar no processo de estereolitografia em que uma luz de laser UV cura um fotopolímero uma camada por vez . O laser UV desencadeia a reação ao atingir o polímero no estado líquido, ele deve literalmente desenhar a peça a ser produzida uma camada por vez como se fosse um pincel.

Uma desvantagem é certamente a lentidão desse processo, principalmente quando o objeto não é oco e áreas inteiras têm que ser “coloridas”, uma ideia poderia ser usar mais de um laser mas o que aconteceria se levássemos o conceito ao extremo? Essa é a ideia por trás do processo de impressão DLP onde o ponto do laser é substituído por um projetor , como os de home theater, mas com uma lâmpada capaz de emitir luz UV, as resoluções também são aquelas em que estamos acostumados que é 720p 1080p e 4k , como veremos mais adiante isso afeta os resultados de impressão

Como funciona a impressão? Pode ser considerado literalmente de cabeça para baixo

A impressora é composta por um projetor colocado na parte inferior, um tanque com fundo transparente, essencial para permitir que a luz UV atinja o polímero, e uma plataforma móvel ao longo do eixo vertical também conhecida como plataforma de construção sobre a qual a peça será formada .

A plataforma é imersa no tanque cheio de resina até tocar o fundo, momento em que o projetor emite uma moldura por tempo suficiente para polimerizar uma camada de resina igual ao vão entre a plataforma e o fundo do tanque que representa a espessura da camada de impressão . uma vez que a reação ocorreu, a plataforma é levantada permitindo a passagem para a nova resina e depois retornando à sua posição, tudo é repetido conforme necessário. Ao final desse processo, o objeto mostrado na figura é obtido, de cabeça para baixo!

A grande vantagem é que todo o corte (quadro de uma seção do objeto a ser obtido) é projetado em poucos momentos e não precisa ser reproduzido pela passagem de um pequeno ponto de laser, pelo que a tecnologia DLP é quase insensível à quantidade de polímero a ser reticulado para uma única camada .

Processamento de luz digital: resinas, parâmetros de processo e voxels

Os parâmetros de processo desta tecnologia são:

• Espessura da camada: como já mencionado representa a espessura da camada polimerizada de tempos em tempos, valores típicos podem variar de 15 ÷ 150μm
• Exposição Crítica: energia por unidade de área mínima (ex. mJ/mm²) a ser fornecida para polimerizar a resina a uma profundidade igual à espessura da camada; dados esses dois valores é possível calcular a velocidade de impressão para uma determinada resina, geralmente expressa em cm/hora e representa o tempo que levará para imprimir uma peça de determinada altura independentemente de sua seção.

Eles estão intimamente ligados à resina utilizada , os vários fabricantes oferecem uma ampla gama de resinas, cada uma feita ad hoc para uma necessidade específica. Isso é fundamental porque uma pequena variação mesmo na cor de uma resina, com a mesma composição química, causaria uma variação de suas características em termos de absorção de luz (e, portanto, também de raios UV) alterando drasticamente o resultado da impressão e, portanto, são normalmente fornecido pelo fabricante da resina.

Por outro lado, um parâmetro vinculado à impressora é certamente a resolução do projetor , durante a projeção da camada a ser polimerizada, ou simplesmente slice , ocorre o fenômeno de aliasing como nas imagens digitais; continuando a imprimir a peça há uma sobreposição de fatias, cada uma afetada por aliasing, formando um formato de voxel sólido ou "pixels tridimensionais" isso compromete o acabamento superficial e representa a principal limitação desta tecnologia em muitas aplicações.

Curadoria de Elia Dal Lago

O artigo Processamento de luz digital ou DLP: quando a impressão 3D encontra o cinema foi escrito em: Tech CuE | Engenharia de close-up .