如何将光投影技术用于自动化制造业

德州仪器 (TI) DLP技术，连同其核心上的数字微镜器件 (DMD)，当应用于3D打印和机器视觉时，有可能提供高分辨率成像、快速生产速度和低制造成本，从而帮助对自主制造的愿景和展望成为现实。

使用DLP技术的3D打印

光固化成形法 (SLA)，一个常见的3D打印工艺，与传统打印很相似。与硒鼓将碳粉沉积在纸张上很类似，3D打印机在连续的2D横截面上沉淀数层材料，这些材料一层层的叠加在一起，从而产生一个实际的3D物体。在使用SLA时，这一材料是用紫外 (UV) 光源进行固化的树脂。随着树脂的固化，它的单体交联产生了一个聚合物链，从而产生一个固态物质。

当SLA与DLP芯片组组合在一起使用时，UV光源被用来照亮DMD。然后，DMD的像素被用来生成图像的图案，而这个图像被投影在树脂层上，从而产生出连续的横截面，组成了3D物体。使用DLP技术的优势在于，除了直接将光源在树脂上成像外，还使用光学元件将来自DMD的单独像素成像，这也就优化了分辨率和特征尺寸。

与传统的、能够产生100µm体素（3D像素）的基于激光的SLA机器相比，由DLP技术提供辅助功能的SLA机器能够实现最小30µm的体素。更小的体素直接转化为更加平滑的物体，这意味着目标完成所需要的后续处理更少。此外，由于整个构造层的成像和生成是同时进行的，而不是每次一个体素、逐层完成，这些机器在制作大幅打印方面比传统SLA机器更快。

DLP技术测量与测试

传统机器视觉系统使用一个接触式坐标测量方法来扫描一个物体，或者是使用单个摄像头的非接触式2D检测和测量方法。辅助有DLP技术的3D机器视觉使用被称为结构光的方法，这个方法是单线扫描的一个变体。数字光图案被投影到一个物体上，并且由一个摄像头传感器来成像；这个传感器用一个已知光源角度对数据进行三角测量，以提取3D数据。

DMD将相应的像素列打开或者关闭，用这种方式产生出通常为黑色和白色条形的投射图形。通过使用投影镜头，来自DMD的光被成像在被测量的物体上。由于DMD像素的尺寸可以仅为5.4µm，可以使用小型面板来产生图案。

与传统单线扫描和接触式坐标测量相比，辅助有DLP技术的结构光方法能够实时生成高精度的3D数据，其原因就在于它的高分辨率功能和高达32kHz的快速、可编程图形速率。此外，DMD使系统设计具有很大的灵活性，可以在365nm至2500nm的范围内选择很多种波长。

审核编辑：郭婷