運用TI DLP®︎ Pico™︎ 技術，實現更具成本效益的桌上型 3D 列印新應用

作者：德州儀器 DLP^® Pico 光學控制行銷與系統經理Srik Gurrapu

3D列印能夠將想像化為栩栩如生的現實。透過3D列印，學生能將自己對現實世界的理解轉化為3D物件。設計師能在投入量產前，先將巧思轉化為看得見、摸得著的實體；牙醫師能在診所裡直接打造防磨牙牙套，且無需再請病患跑一趟診所。3D列印的應用無遠弗屆，具有無限可能。

3D列印機的售價差異極大，從低於1,000美元到超過100,000美元都有。較低價的3D列印機通常稱為桌上型或個人3D列印機，如何兼顧實惠價格、列印速度與品質，成了這類列印機的一大挑戰。目前桌上型3D列印機市場的主流技術為熔絲製造法（FFF，fused filament fabrication）與立體光固化法（SLA，stereolithography）。

FFF技術又稱為熔融沉積成型法（FDM，fused deposition modeling），成本雖然不高，卻有列印速度與解析度兩大限制。

SLA又名光聚合成型技術（photo polymerization），使用光源與光敏樹脂為材料進行列印。如圖一所示，光敏樹脂受紫外線光或近紫外光照射後，會發生稱為聚合作用的化學反應，並固化成形。由於近期材料化學領域的突破，SLA列印機的售價已經降至1,000美元，逐漸打入主流市場。

圖一：SLA 3D列印 

SLA技術採用的方法有兩種：

• 雷射光（點光源）系統：這類系統使用高功率雷射光對液態光敏樹脂進行逐點掃描，使其固化成形，缺點為列印速度慢、校準問題、整體擁有成本高，以及使用高功率雷射的安全疑慮。
• 疊層製造系統：這類系統透過投影光學引擎，一次可使一個面的光敏樹脂固化成形，因此能大幅提升列印速度。投影機主要採用的投影技術可分為標準DLP或LCD。

LCD技術的可靠度較差，液晶由於受短波長光源照射，晶體會隨著時間劣化。相較之下，DLP技術採用微機電系統，透過數位微型反射鏡元件（DMD）調節光源。

DLP 3D列印機的主要優勢包含可靠度高、準確度高與列印速度快。

表一比較了FFF與SLA技術的主要差異。

表一：桌上型3D列印機技術比較

DLD Pico晶片組配備對角尺寸介於0.2英吋至0.47英吋的數位微型反射鏡陣列，非常適合與桌上型3D列印機搭配使用。DLP Pico系列產品價格實惠、性能優良，能應用於多元領域、提高附加價值，以下列舉四個潛在應用領域：

• 數位牙科：牙醫師經常為病患製作各類牙齒矯正器，例如防磨牙牙套、植牙手術導引板、透明矯正牙套等。數位牙科採用3D牙齒掃描機（口內與桌上型掃描機）及3D列印機，讓矯正器製作更有效率。醫師可直接在診所內製作矯正器具，縮減為病患看診的時間，並善用DLP技術的眾多優勢，大幅改善擷取到列印的端到端流程，進一步提升工作效率。

圖二：3D列印於數位牙科的應用

• 珠寶：個人化珠寶也是3D列印市場的潛力領域。解析度與平滑度對於珠寶設計至關重要，而搭載DLP Pico技術的SLA列印機能兼顧兩者，是珠寶3D列印的最佳選擇。

圖三：3D珠寶列印

• 工程：專業設計師與工程師可透過3D列印快速製作原型，測試新的設計發想，在投入量產前評估產品外型與質感 

圖四：3D列印於原型製作的應用 

• 教育：3D列印已在教育界蔚為風潮。越來越多學校與圖書館都將3D列印融入課程，包含 3D 幾何模型、機械設備到人體解剖，讓學生將創意巧思化為具體實物。

圖五：3D列印的教育應用

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其他資源

• 使用 DLP® Pico™ 技術的桌上型 3D 列印機的小型光引擎參考設計
• 瞭解更多有關德州儀器3D列印與3D掃描的資訊
• 請參閱技術文章「擷取、想像、創造：運用新款 DLP Pico 晶片組於桌面3D列印與可攜式3D掃描實現高準確度」

關於德州儀器（TI）

德州儀器（納斯達克股票代碼：TXN）為位居世界領導地位的全球半導體公司，致力於設計、製造、測試以及銷售類比和嵌入式半導體晶片，為工業、汽車、個人電子、通訊設備和企業系統等市場服務。打造更美好的世界是我們的願景，為此，我們以半導體技術為基礎，致力於創造更輕巧、更高效、更可靠及更具成本效益的產品解決方案，使半導體更加普及地被應用於各式電子產品中。推動半導體技術持續更上一層樓，是我們數十年來始終如一的信念。更多詳情，敬請瀏覽TI.com。