三星申请全息图像采集彩色3D打印机专利曝光(全文)

发表于 2016-2-12 12:53:12 显示全部楼层 0 12822

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12月初,从美国专利商标局公布的一项专利申请得知,苹果公司正在申请研发彩色的3D打印机。近日,行业爆料称三星也进军这一领域开始研发彩色的3D打印机,不管这些消息是否属实,但对于消费者而言,今后或许有了更多的选择。

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三星申请全息图像采集3D打印机专利曝光

今年年初,海外媒体SamMobile报道称,三星曾经建立了一个单独的团队,将要对3D打印、机器人、虚拟现实设备和无人驾驶汽车等未来技术进行研究。战略专家、产品经理和技术人员等各种专家都包含在这个团队中。

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三星

一位业内人士也发表过自己的看法,“目前可用的3D打印机主要使用纯色,但用多色油墨的各种颜色进行打印是有可能的。”并补充说,“只有少数的服装或设计公司拥有多色油墨3D打印的技术。三星的专利似乎是基于自己的技术而建立起来的。”

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外媒关于三星向美国专利局申请彩色3D打印机的报道(图源:3ders.org)

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三星进军彩色3D打印领域的报道(图源:thebest3dprinterreview.com)

其实该公司曾在2014年9月份提交一份专利申请,在今年6月份获得美国专利商标局通过,该专利描述了一种新的彩色3D打印工艺。来自韩国的三星员工Yeon Kyoung Jung、O Hyun Beak、Keon Kuk、Eun Bong Han、Yong Hyun Lim和Jong Youb Ryu被登记为发明者。

三星彩色3D打印机运作原理

该专利所描述的内容包括一台专有的3D打印机、一种控制打印机的方法、多色光固化墨水和抗互渗色剂。该打印机有几个水箱,包含彩色墨水和防渗剂。每种材料都有一个对应的打印头,在打印头上还连接着一种光敏引发器用于在打印中固化这些材料。

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三星彩色3D打印机专利描述的概念图(图源:美国专利局)

在打印过程中,打印头沿着导轨(1B)移动,而打印平台(4)将沿X、Y和Z轴移动。打印头将层积多色墨水,每层之间会使用防渗剂。链接到打印头上的光敏引发器会在打印物体时固化物体。整个过程可以防止在打印不同颜色的墨水组合时出现相邻两种颜色彼此渗透的状况。

从上述分析可以看出,彩色3D打印技术已经区别于现有的3D打印技术如FDM、SLA、SLS等等。仔细思索可以看出,该机型隐藏了很多高端技术。就目前阶段来看,该技术解决了彩色打印的困难。彩色打印一直是3D打印行业的难点。后期上色往往是应用最广的方式,然而该方式操作步骤比较复杂。所以,目前很多厂商也都致力于研究彩色3D打印,最突出的例子是FDM双色线材打印。然而该机型也仅仅是两种颜色。无疑,彩色3D打印技术是突破。

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彩色3D打印技术在地图打印方面可以发挥出巨大优势

近来,美国专利局公布了更多的细节图,从公布的信息中,我们得知这是一项运用了全息图技术的3D打印机概念,而且三星已经申请并被授予了3D打印装备的专利拥有权,同时也包括驱动方法。

生活中常见的全息图像技术

这里补充一点,究竟什么是全息图像技术呢?简单理解,全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现技术。借助于所谓参考光波与原物光波的相互作用,记录下二种光波在记录介质上的干涉条纹,这种干涉条纹不仅保存了物光波(从物体反射的光波)的振幅信息,同时还保存了物光波的位相信息,它只有在高倍显微镜下才能观察得到。一句话简单解释就是:3D全息技术根据海市蜃楼而来,是一种因光的折射和全反射而形成的虚像。而根据目前所掌握的资料显示,三星3D打印机运用的其实就是一种3D全息技术。

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全息投影成像原理

实际上全息技术在我们的日常生活中已经被广泛地使用了,在产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等,都有全息投影的身影。

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著名的初音未来演唱会

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周杰伦魔天伦世界巡回演唱会邓丽君与周董“同台对唱”

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周杰伦魔天伦世界巡回演唱会

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伦敦Diesel时装发布T台秀

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2015春晚李宇春通过全息投影技术演绎《蜀绣》

以上这些都是生活中常见的全息技术,当然还有那些科幻大片,其中的全息技术利用频率更高。这里就不再列举。还是回到正题,继续探讨三星彩色3D打印机吧。

三星全息式3D打印机概念图

这台3D打印机概念主要包括:发出光束的光源配置;光束分裂和扩展单元,把发出的光束拆分为一束参考光和信号光,并且对信号光进行扩展;照明系统,提取被扩展的信号光,并对其进行校准;空间光调制器(SLM),调节准直信号光;物镜装置,把发射的调制信号光束转为全息记录介质;参考光成型装置,把发射的参考光束转为全息记录介质。

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三星彩色3D打印机相关装置简图(图源:美国专利局)

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三星全息图像式3D打印机概念透视图

这个设计的目的就是提供一种在全息记录基础上记录3D图像信息的方法,通过光敏存储介质形成干涉图像,这些干涉图像可以直接3D打印出来。

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截面图


这项专利在2012年8月提交,于2015年12月15日正式授予三星公司。就像苹果公司一样,我们不知道那台3D打印机最终是否能够面向公众出售,三星也一样,或许他们只是计划把这项技术用于内部研发,最终产品能否面世或者最终面世的产品究竟怎么样,一切似乎都在猜测中。
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