由于固化液态3D材料需要紫外光,为了满足打印的需要,保证XD221U投影仪能正常投影且能投射紫外光,除了对DLP投影仪的光学系统进行设计外,还需要对其进行改良优化。日常所使用的DLP投影仪是将可见光中的紫外光线滤除掉,然后才投影出来,选取的型号为三菱XD221U投影仪就是通过灯泡前方的滤光片(小方形玻璃片,长度为12mmxl2mm)来滤除紫外的。而是需要通过紫外光线来固化光敏树脂复合材料,因此要借助三菱XD221U投影仪来进行相应的改变,实现光固化的效果。将基于三菱XD221U投影仪来搭建验证实验平台,具体步骤如下:第一,调整投影镜头焦距。由于投影仪的最小焦距是1米,而如果投影仪的焦距太长,既衰减紫外光的光照强度,又会增加打印机的整体体积,因此需要对投影镜头做简易的调整。第二,增强紫外光。为了获取能固化打印材料的紫外光,将原投影仪中的紫外滤光片用石英玻璃片取代,因为石英玻璃片具有能透过365nm左右的紫外光、滤出红外光、耐高温等优点。第三,加速散热。为了使得投影仪不因温度过高而出现无法正常开启的情况,还需外置风扇,增加散热,同时保护色轮及后面的DLP电路板模块。
光学投影系统的优化
投影仪的最佳投影距离至少都在1m以上,才能使得投影的图像清晰度高。如果选取一台投影仪而不对其进行处理,对于DLP型3D打印机而言,即会由于投影距离的增加而导致整个3D打印机体形的增加,又会由于投影距离的增加而导致光线能量的衰减,因此在选取三菱XD221U投影仪的同时,对投影镜头的焦距进行简单的调整,提高投影图像的清晰度并起到了减低光线衰减的效果。取下螺丝,调整投影镜头。
紫外光的增强方案
为了防止紫外光对人眼睛的伤害,一般高压汞灯投影仪灯泡前面都会有一个滤除紫外的玻璃片,但是是需要紫外光来实现3D打印材料的固化,因此必须进行相应的处理。如果直接去掉这块玻璃片,髙压汞灯散发出来的热量以及光照强度都会对色轮以及后续的电路有一定的损害,且不能正常投影。因此选择了石英玻璃片来替代紫外滤光片,石英玻璃片具有耐高温、电绝缘性能良好等特性,此外它能透过波长在365nm左右的紫外光,而这个波段的光很合固化液态树脂材料。
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