DLP——带你走近不一样的“视界”（下）

linjiang

DLP——带你走近不一样的“视界”（下） [复制链接]

 在我们之前的文章里，介绍了DLP的概念，应用场景，以及它的优势等。今天咱们就来聊聊DLP的有趣之处——关于DLP的DIY两三事。这个帖子原来发布在国外最出名的DIY制作网站——instructables，全程记录了自己动手制作一个3D打印机的过程，真的很酷！

DLP的视频教程：https://www.eeworld.com.cn/training/2013/dlp_jp_1030/363.html

【DIY 灵感来源】

Tristram Budel需要进行非常准确的3D打印。在网上搜索时，他发现，现有的大部分FDM（熔融沉积制造） 3D打印机工作原理大致相同，打印效果也差不多。光固化（SLA）3D打印机则可以制作出更精确的3D成品，但是价格没那么亲民。于是Budel决定动手制造一台高精度的DLP 3D打印机。Budel的3D打印机使用DLP投影仪，逐层进行光固化。


【产品原型】


机器的整体设计相当紧凑。投影仪被放在90度角处，从而使用一个单面镜，就可以在构建模型的表面投射出清晰的图像。打印机支架处安装了三片2mm厚的铝合金板，用于支撑投影仪、镜子和构建平台。打印机外套了一个盒子，以避免光线射入，同时防尘。











【使用效果】





经过数周的拼装、测量、调整、拼装、测量、调整，是时候对打印机进行测试了。每层0.1mm的厚度约需4s完成光固化。以此计算，打印速度为每小时50mm，几乎是同类产品的二倍。

这个DIY项目一共有19个步骤，大家可以去instructables上跟进，英文版的正好练练外语哦！


地址：http://www.instructables.com/id/DIY-high-resolution-3D-DLP-printer-3D-printer/







PS：楼主已把翻译版搬过来了，大家可以轻松看了~

Sur

貌似图片不给力啊，政政

Sur

图片刷不出来啊，你试试看，看看怎么回事

linjiang

Sur 发表于 2013-12-25 14:14
图片刷不出来啊，你试试看，看看怎么回事

刚才是服务器缓存问题导致的，现在已经好啦~~

linjiang

第二步：

本篇强调安全，安全，采取预防措施，用好你的保护装置。

请记住，你只有一套立体视觉传感器（眼睛）。虽然你有两个拇指，我打赌你会不愿意用大脚趾代替它们。所以请使用所有安全装置，它是明智的。

工具：

安全护目镜或面罩

一次性手套

坚固的皮革手套

耳塞或耳罩

太阳镜

进行切割、研磨、使用溶剂和化学品的工作时请穿上你的面罩或护目镜和手套。

操作时产生噪声，需要戴耳罩或耳塞。

我这样说是因为，我亲爱的爷爷，他总是告诉我他不需要耳罩因为他的盘磨机无噪音。确保你得到它。

当你注视强光时戴上太阳镜。

我不会对你（因为不使用安全防护）受到的任何伤害或损坏负责，但我会如果你和我一样想树立一个好榜样，不胜感激。你的孩子在看和做你做的。

谢谢你用你的安全装置！

linjiang

第三步：尺寸和维度

我们在设计之处就会遇到一个问题，需要多大？需要做些什么？等等。好吧我们花上一天或两天来解决这个问题。我的意思是整个模型的从这步开始，是相当重要的。

材料/工具：

投影仪

电脑

尺子

卷尺

记事本

铅笔

纸板

剪刀

胶带

白纸

椅子

先想想你的X和Y（维度，即平面）——你所建立的工作区域的大小。我们选择了100x100mm开始。工作区域在Z方向上取决于线性滑轨的长度。

首先你需要用投影仪和电脑展现映像。把投影仪放在椅子上对着墙。投影仪设置成最大放大倍率。将投影仪移向墙，直到图像成100x100mm大小，测量透镜和墙壁之间的距离。这就是最小投影距离。

现在把投影仪设置在最小放大倍率并将它移动离开墙直到你的映像成100x100mm大小，这就最大的投影距离。这就是说透镜和材料池之间的距离只能在这两个距离之间微调。

将镜子置于棱镜中心和材料池之间，成90度角。所以如果你把镜子非常靠近镜头材料池必须高于投影仪。反之就应该放低。

一旦你定下来镜子的距离，你就可以确定镜子的大小。我们通过摸索，用贴上白纸的纸板和胶带做一个45度的斜面。把它放在镜子前面所需的位置，打开投影仪。然后在最大放大倍率上用铅笔对映像进行描边。你肯定需要带上太阳镜，这个过程光线很刺眼。

我们将这个描边增加了约2厘米，然后将长的那条边作为镜子的宽度。

在实验室中，我发现使用一块152x152mm玻璃板（这比需要的大一点）效果不错。

linjiang

第四步：设计



我们决定用铝型材作为机器框架。
一个简单紧凑的设计。有两个水平支撑边，可以平稳紧密的贴近桌面，从而有个稳定的基脚。两个立柱与水平梁在投影机上达成桥。工作平台通过这个桥与Z轴相接。


我们决定用2mm厚的铝合金板为框架，固定投影仪和工作池。

由于我们使用45mm方形铝型材做框架。我们可以不使用对角支撑并能保持结构的强度。比这个更大的机器也能用这种结构。

这里看不到连接框架的角连接。我将在后面用照片展示。

因为我们要使用光敏感的材料，我们将用一个箱子来使打印机与外面的光线和灰尘隔离。

三维设计made by Chanil Budel。

Sur

linjiang 发表于 2013-12-25 14:37
第四步：设计

主动要求把我的2，3楼删掉，影响版面，嘿嘿，政政加油！！

linjiang

第五步：骨架：

材料：

铝型材45x45m，2.5厚

8个角连接

M6x15mm 16枚内六角螺丝+垫圈

M6 T型螺母，

工具：

电动金属锯（手锯也可以，只是多花几天时间）

内六角扳手

锉刀

将型材切成以下的长度：

2x 450mm
2x 280mm
2x 260mm
2x 200mm

确保切成90度角和打磨掉锋利的边缘。

这是第二次做，我发现用这些材料非常容易就可以做成东西。把型材和螺杆连起来，用螺钉固定。我用电锯和电动螺丝刀只花了约两个小时就把骨架组装好了。

我已经做好骨架结构设计，所以你只要跟着做就行了。

linjiang

第六步：平台



在背架上我们用了三块铝板，用来放投影仪、反射镜的架子和模型托盘。

材料：

2毫米厚半平方米铝片

m6x15mm内六角KAP螺钉12个

M6垫圈12个

M6T型螺母12个

工具

六角扳手

切割机和钢丝锯

步进锥形钻

钻床

防水记号笔

尺

根据设计图用笔在铝板上描出要切割的部分。切出的每部分的轮廓。下一步是钻出所有的洞。材料箱的托盘在每个角上都要钻孔，以使切的时候更加容易。在切割之前钻眼要容易些。并能使材料保持结构强度。

linjiang

第七步：反射镜支架

镜子的支架也是用铝材料做的，2mm的铝片。支架是用一块方形铝材和条形铝材做出来的。条形铝材钻上洞和槽，如图，并弯成U形。在底板上打上两个螺栓槽用来固定支架。用M3螺钉来固定支架和承镜板。

螺栓槽可以方便微调镜支架的位置。镜子的角度也是可以通过松紧螺钉来调节。所以镜子可以在X和Y方向调整。

材料：

M8x15螺栓2个

M8螺母2个

2毫米厚的铝片

工具：

钢丝锯或咬剪

锉刀

电动打磨机

钢锯

尺

细记号笔

步进锥形钻

钻床

机用虎钳

2.5mm钻头

M3钻丝锥

切削油

在铝片上先画出全部部件。然后在铝板、铝条和底板上钻出所有的洞和槽。根据你的铝板大小你需要切出可以修理调整的大小（留一些毛边宽度，方便修正）。我是用1米x2米宽的铝板根据需要来切割的。

用钢丝锯或者咬剪切割出所有的槽。并修整毛边。这样就得到非常正规的部件了。

用锉刀或者电动打磨机修整所有锐利的边缘。电动打磨机很有效，但我还是喜欢用手锉来修整边缘（译者注：手工打磨能修整出更好的效果）。

用机用虎钳夹住用来固定镜子的螺钉（如图我实际使用钻夹具）并在其顶端钻2.5mm直径的孔。用M3丝锥钻（攻螺纹）和切割油给螺母攻丝。这真是一项体力劳动。再用虎钳夹住固定镜子的那两个螺钉并用弓锯锯出所需的夹槽。

蓝雨夜

楼主这个是自己翻译出来的？

linjiang

蓝雨夜 发表于 2013-12-25 14:56
楼主这个是自己翻译出来的？

这是转载别人的翻译，贴过来的。本来不想贴，但是觉得英文版的基本没人能看得下去，就转过来了。

Sur

linjiang 发表于 2013-12-25 14:59
这是转载别人的翻译，贴过来的。本来不想贴，但是觉得英文版的基本没人能看得下去，就转过来了。

把我中间的都删啦吧，影响太不好拉，支持政政工作，哈哈

linjiang

第八步：Z轴：轴杆与防连续齿隙螺母


为什么用这么贵的齿轮？这是因为要确保Z轴上基本准确。即使它们非常贵，我们也还是要用滚珠轴杆和其对应的螺母。其目的就是能有一个更准确的移动轨迹。


其他普通的螺母和螺纹最终会产生非常大的位移，这是因为螺母的螺纹比线架的螺纹稍稍大一点，这样可以确保齿轮可以很容易的沿着螺纹走，甚至是脏的螺纹。这样就可以使用毫米级齿距的了。当然你也可以通过软件去补偿一些小的误差。真实的情况就是螺母会在螺纹间有很小的移动。

这个晃动的空间就叫做连续齿隙。当你改变坐标方向的时候，它就很容易被发现了。这个防连续齿隙螺母是有两个单部分和一个固定螺丝组成的。这两个部分的螺纹都是和轴杆是一样的。在它们咬合的地方，螺纹可能会有一些不同，要不紧一点，要不松一点。把这两部分先拧到一起，然后再开始上轴杆，直到你感觉的有阻力了就停下来。再之后慢慢回拧这两个部件，直到整个可以在整个轴杆上活动了。然后把整个螺母拧到大约中间位置。

Here is where it gets a bit trickey？你可能想要确保你的螺丝可以到达固定螺母的位置，甚至在整个打印机中。

现在你需要拧下这个防连续齿隙螺母的部件一点，当你感觉拧下过程中有一些阻力的时候就停下来。确保你不要用太大力就可以让轴杆在螺母活动。当你觉得定位螺母安装可以了，就可以拧紧固定螺丝了。我们是用M3埋头螺丝替换了之前的，所以就不怎么卡了。这就让防连续齿隙螺母在车架上更容易的活动了。

我们是在Damencnc.com上买的梯形螺纹轴杆和两个沟球轴承（6000ZZ 10x26x8mm ）如果你没有机床，他们还提供精整加工的服务。

linjiang

Sur 发表于 2013-12-25 15:02
把我中间的都删啦吧，影响太不好拉，支持政政工作，哈哈

没关系呀，可以只看楼主嘛！哈哈

linjiang

第九步：Z轴




Z轴包括了一个燕尾导轨，电机箱，两个丝杠座，一个电机座，步进电机，电机座和一大堆螺钉。

材料：

10mm厚的铝板

20mm厚的铝板

3mm铝片

20mm圆铝板（或购买联轴器）

15x50黄铜板

3mm的黄铜片

m5x20内六角螺丝4个

m6x6平头螺钉2个

工具：

数控磨(铣)或者从朋友那里借一个

M5套筒

M6套筒

我们用了一些周边店子里现成的材料来做线性滑轨，所以可以随时修改设计和使用不同的材料。我相信你能完成3d打印主轴支承，电机座、联轴器和电机箱的制作。但是因为精度要求你要铣出你的燕尾导轨。

您可以参考我们的图纸来做关键部件

linjiang

第十步：轴杆螺母外壳和建造平台支撑臂






我们需要设计一系列部件来连接在打印机中央的建造平台与移动的Z轴。一个部件是与滑车相连的轴杆螺母外壳（滑车是在横向上来回移动的）。这个是一个聪明的连接系统，我们可以很容易的从Z轴上取下建造平台。一些成角的部件都在工作空间之外，所以我们可以从工作空间的底部安装建造平台，然后开始打印。现在就可以把这些部件组装在一起了。一转眼，一个带滑车导螺杆轴承的Z轴就完成了（其实花了我们两周的时间）。

linjiang

第11步：打印平台和探索

在做打印平台时，需要有一些3D打印用的树脂。我得到了一些来自不同供应商的（材料）。这是一个相当昂贵的磨难，但我还没有找到能完全满足我要求的材料。最容易得到的是从Spot-A那里得到的材料，他们有一些。

但在这里我们遇到一些严重的问题。

每种树脂粘对打印平台的粘连性都不同。你希望固化树脂能很好的附着在打印平台上，但同时你也会遇到难以将打出的东西从打印平台上剥离的问题。所以我们希望找到一个附着性好的树脂，同时也要容易将其从平台上撬下来。

只有一个方法能真的找到最合适的材料。就是实验，试验和错误，一次一次的实验（直到找到它）。

把一堆不同的树脂材料，各放几滴（到基板）上去并固化。并尝试将其从基板上剥下来的容易程度。

材料：

一些不同材料的厚片，有机玻璃，聚碳酸酯，铝，PVC，PE等等。

3D打印用树脂

工具：

巴斯德吸管（1ml）

手术刀

紫外灯（小型黑光灯就可以了）

瓶盖

记号笔

钢丝锯

钻床

数控（铣）磨（如果你有）

你真的需要戴手套，接触液态树脂不利于身体健康。

将一滴3D树脂滴到基板上（你希望测试的材料），并用紫外灯固化它。如果是精确的实验，你可以用瓶盖作为量具。确保你的基底和树脂之间的接触面积是每种材料都相同的。我用笔在基板上画出瓶盖的外廓，然后在这些相同的区域中滴上不同种类的树脂。

然后固化。固化上层树脂，使它很好的附着在基板上。

一旦固化，你现在需要仔细地撬下树脂。我用手术刀作为工具来撬。这样你就能感觉到那种材料附着性更好并能剥离。

现在你就可以确定哪种材料是最适合做打印材料了。

linjiang

第12步：树脂储槽






1、称5g的硅酮树脂，再加0.5g的催化剂，然后整体搅拌


2、在一张不起毛的布上铺一个干净的玻璃板


3、用胶带把玻璃板的左右固定住，就象图片上一样，覆盖玻璃的胶带宽度要有5mm


4、 玻璃板的前后也要固定住，同样是5mm的宽度


5、在玻璃板的前部的胶带上涂一层硅酮，选择另外一个玻璃板上最直的边竖在前面的胶带上，向前刮所涂的硅酮，让它覆盖整个胶带。然后用尽可能小的力量刮硅酮到后面的胶带，让它覆盖整个玻璃板。


6、现在可以拿走第二个玻璃板了。然后把胶带从桌子上撕开，把整体放到烤箱内，烤箱定为80度，持续60分钟。


7、这又是一个小技巧了，用刻刀沿着胶带的内侧边缘把周围其他的部分切掉。等切完后，一定要小心的把胶带部分取下。
      以上事情都做完了，如果你很难看到涂层就说明做的不错。我们希望是没有一点瑕疵的，均匀的，完全透明的。我这张图片照的有些问题，东西用起来还是很不错的


8、这是安装了玻璃墙的铝架，我们发现铝上铣过的槽上很容易加进硅酮，之后就把玻璃墙压进这些槽里。在边角出加一层硅酮密封胶。
      我再用胶带固定住四个角以防止自己歪倒，直到胶水可以固定住它们


9、用酒精或者异丙醇去擦干净整个玻璃板


10、挤一些普通硅酮在内侧边缘


11、在这里铺上一层显微镜载片


12、轻轻的按压玻璃板。确定所有的脏东西都在外沿
       仔细的抹掉多余的硅酮，确保不要移动下面的玻璃板
        在一个小时之后去掉显微镜载片。这个时候的硅酮应该已经规定了，但是可能还是软的。这时候你用硅酮涂抹所有的角以确保不会渗漏


14、把小刀插入其中切掉多余的硅酮，刮干净之后你就有了一个新的玻璃板，或者是从新涂层过的玻璃板






树脂储槽基本上就是一个装树脂的一个缸。因为我们是从下往上来造物体，所以缸的底部需要特别注意。DLP发出的光要先通过缸的底部和防粘层之后才能接触树脂然后固化它。不幸的是，非常多的材料都会在这个过程中吸收我们的紫外线光。所以我们必须要考虑缸底部的材料，要尽可能对紫外线透明。用google搜索了之后，我们发现在可以用于作防粘层的材料中，最好的，对紫外线最透明的是184硅橡胶。这种材料很容易在ebay或者亚马逊上买到。唯一需要注意的是要买道康宁牌子的。作为一个化学学者，我总是小心把塑料接触溶剂，我当然也考虑和查询过用树脂玻璃来做这个储槽，我也从网上看到很多人在试验这个。是的，很多都看起来不错，但是请你一定要主要接下来我所提到的问题。塑料里面包含塑化剂和其他溶剂，当它们与有机溶剂接触时，化学反应可能会滤除里面的塑料。你的3D树脂就是非常好的有机溶剂。这就意味着你改变了树脂里的成分，从而所作出来的物体的特性就会有所改变。甚至可能有些地方不会固化，变的柔软，象橡胶一样等等。所以最好不要用与制造材料相似的材料来做你的储槽。


我们也想尝试着把储槽做成一个整体。这将会是个大工程。
这个储槽中有一个地盘，它是铝做的。这个能将整个储槽固定住，所以需要一个结识的结构。我铣的几个适合玻璃墙的槽在底座上。我建议你用玻璃来做储槽的墙，普通的2mm厚的就可以。我牺牲了我的一个很大的画框的玻璃来做这个。
用硅酮密封剂来固定储槽的墙。

你用对了密封剂也是很重要的，一定要是那种干净的，无色的，做鱼缸用的那种。在过去的这几个月里，我们已经试验了种硅酮，不同的硅酮有不同的组成。我们发现大多数硅酮都令我们失望的。因为一些原因，这些硅酮的机械强度都不是很理想。要不就是不能很好的粘在铝座上，要不就是玻璃上。
在粘底座前，一定要把墙和底座晾干至少一天。这个地盘算是我的一个特别的宝贝了。虽然我不是很满意它的表现，但是认真的关心我机器的情况。