德州仪器工程师为您详解基于D

增材制造，又称3D打印，和3D机器视觉都是令人极为振奋的新技术，当我们将这两者结合起来使用时，它们有潜力创建一些全新的高效生产模式，这其中，尤其让人感兴趣的是“自动化生产”的概念——一个“一站式”的机械加工车间，该车间可在无需人工监督的情况下用3D打印技术来打造零件，并用机器视觉技术来测量和测试该零件。

德州仪器（TI）的DLP®技术及其核心的数字微镜器件（DMD）可提供实现这一切的关键要素。DLP技术是诞生于1996年的用于投影显示的光学技术，现在已得到广泛应用。当被应用于3D打印和机器视觉中的问题时，DLP技术可提供高分辨率的成像、加快生产速度并降低制造成本，这有助于让自动化生产的愿景成为现实。正因如此，它才成为了用老技术解决新问题的经典范例。

采用DLP技术的3D打印

当SLA技术与DLP技术结合时，DMD会由UV光源点亮。然后DMD的像素被分别处理，图像被投影到树脂层，从而产生一系列截面，这些截面可组成3D物体。采用DLP技术能够带来多种优势，比如能用光学技术使来自DMD的各个像素成像，而不是让光源直接在树脂上成像，这样可优化分辨率和特征尺寸。（见下图）

采用DLP技术的光固化：物体通过3D计算机辅助设计（CAD）模型得到详细的说明。打印机软件可将虚拟模型转化成一系列表层以适应该物体的打印。

和能产生100微米体素（3D像素）、基于激光的传统SLA机相比，基于DLP技术的SLA机可实现30微米的体素。体素越小，转化成的物体越平滑，这意味着完成物体创建所需的后期制作处理工作就越少。此外，因为整个构造层的成像和创建是同时完成——而不是一次一个体素、逐层完成的，所以这些机器完成较大打印品的速度比传统的SLA机快。

DLP技术测量和测试

物体被打印后，自动生产线上的下一个步骤是实现具有3D视觉功能的机器，该机器可对物体进行自动测量和测试。在这个过程中也可以应用DLP技术。

通过采用DLP技术的结构光扫描法，就能提取任何物体的表面面积、体积和特征尺寸等维度值。被投影的图案通常是黑色和白色条纹，它们由DMD将相应的像素列开启和关闭而产生。我们用投影透镜让来自DMD的光在被测量的物体上成像。由于DMD像素的尺寸可能仅为5.4微米，故我们可用较小的面板来产生高分辨率图案。

与传统的单行扫描法和接触式坐标测量法相比，DLP辅助的结构光方法有着高分辨率，并且有高达32kHz的可编程图案速率，因此能产生高精度的3D实时数据。此外，DMD还可在系统设计中提供灵活性 —— 波长选择范围很广，可从365纳米到2,500纳米。

对提高产品质量和降低制造成本的需求正在一系列领域——包括安全、医疗、环境和科学领域——变得越来越强劲。利用TI的DLP技术，工程师可获得一种途径来满足这些需求，并能设想一个理想的制造工厂，其中自动机器人可制造和测试产品。

Alex Lyubarsky是德州仪器的一名光学设计工程师。

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