深度解析苹果彩色3D打印机的独特之处
最近几年，3D打印技术已经变得越来越方便，有更多的3D设计文件可供下载，桌面级3D打印机的价格也呈现出下降的趋势，这就让更多的人逐渐了解并使用3D打印机。不过，在彩色或者多色3D打印领域，由于相关技术和设备的价格过高，只有很小一部分人使用。但是，这一状况可能会发生变化，因为就一系列专利申请动作来看，俗称全球“最贵”的公司苹果很可能正在研发彩色的3D打印机。
苹果研发彩色3D打印机 独特之处何在？
此次苹果透露出他们想要打造的3D打印机的计划并不是有意为之，而是美国专利商标局公布的一项专利申请把他们“出卖”了。2015年12月3日，美国专利和商标局（USPTO）通过了一项苹果申请的专利，名称是“三维打印有颜色物体的方法”，这份专利描述了一种可以打印多彩结构的3D打印机。虽然市场上已经存在这种机器，但大部分都是专业原型制作和工业工具。
美国专利局公布的苹果彩色3D打印机项目的描述（图源：USPTO）
苹果提出的系统基于现代3D打印技术，通过层叠材料打造三维物体，常用耗材依旧是PLA，大部分解决方案通过加热和挤压PLA或ABS纤维至打印机头，并允许机头在X、Y和Z轴上运动。
苹果3D彩色打印机专利（图片来自AppleInsider）
目前消费级3D打印机都仅限于单色打印，虽然更换打印材料可以实现打印物体的彩色化，但过程非常复杂，而且质量不高，而苹果在这次的专利申请上明确表示，这套新系统使用了两个打印头，一个用于存放打印耗材，就像我们常见的3D打印头一样，另一个打印头更像2D打印机中的喷墨打印头，它的作用是在打印过程中将指定的颜色施加到打印物体上。
第2页：苹果3D彩色打印机 配有两个打印头
●苹果彩色3D打印机 配有两个打印头
苹果公司在专利申请中囊括了这种打印方法的各种版本，比如让打印头彼此平行对齐，或者让涂色打印头单独使用一个支撑结构，与耗材打印头分开。在颜色施加方面，苹果的专利也列出了几种可能性，其中包括当耗材打印头沉积完一层之后，涂色打印头跟着附上颜色，或者是整个3D打印对象打印完成以后，再用涂色打印头围着对象进行喷漆上色。
苹果彩色3D打印机专利图（图片来自AppleInsider）
简单理解，这两个打印头是可以同时工作的，涂色打印头与耗材打印在同一个支撑杆上平行工作，另一种情况是涂色打印头单独工作。当耗材打印头在移动平台上不断喷出“液态转化固态”材料时，要求两种打印头在两种情况下都能进行工作。
此外，在专利申请中，苹果公司提到的几种施加颜色的方案包括喷墨技术，使用喷嘴、使用喷枪和多色标记，以及一些替代性的着色工艺，该工艺主要是在对象被打磨处理之后再添加颜色。该项专利宣称，使用此工艺能够高效创建包括多种颜色的3D打印对象，它能够扩大3D打印机可打印对象的范围，并将其扩展到更多的日常对象上，例如，消费者可以使用这种3D打印机在家打印玩具。
该专利最早是在2014年5月30日提交的，专利发明人是Howard A. Miller和Geoffrey Stahl，后者是苹果公司游戏和图形软件工程总监，负责许多iOS和OS X技术的开发工作。
第3页：苹果CUPS系统支持多数开源3D打印机
●苹果CUPS系统支持多数开源3D打印机
其实早在今年5月份，Global Equities Research公司分析师 Trip Chowdhry就发布了很多关于苹果准备进入3D打印机市场的预测，但Chowdhry并没有提供苹果3D打印机计划的细节，只是表示公司在硬件方面的经验与3D打印机方面的知识产权将帮助实现最终的目标。Chowdhry还提到了苹果去年收购的PrimeSense公司，这家公司的3D传感器曾经配备在微软第一代Kinect体感设备中。PrimeSense的技术对于苹果3D打印计划至关重要。
CUPS 2.1的首个候选发布版本（RC1）中增加了对于3D打印机的基本支持
CPUS能够令电脑变成一台打印服务器，通过打印协议（IPP）进行处理
而在8月初，苹果公司发布了其最新版的通用Unix打印系统（CUPS）——CUPS 2.1的首个候选发布版本（RC1）中增加了对于3D打印机的基本支持。CUPS是Unix操作系统下的标准打印系统，能够让电脑变成一台打印服务器，运行CUPS的计算机能够从客户端计算机那里接受任务，进行处理并将它们分配给不同的打印机。它原本是一款开源软件，2007年被苹果公司收购，并雇佣了首席开发人员Michael Sweet。但是苹果公司在将其收购以后，仍然承诺保持CUPS的开源状态。
CUPS的变化（图源：3Dprint.com）
CUPS的此更新包括了几个改变，bug修复和补充。新增的功能包括了对于基本的3D打印机的支持，没有内置过滤器，基本框架来自打印工作组（PWG）白皮书的政策和模板。这也意味着CUPS支持大部分的开源3D打印机，但是建立在封闭技术框架上的3D打印机则有可能不会得到支持。
此外， CUPS的这个最新版本的其他变化包括：更新了autoconf源；dnssd和USB后端的信号处理器已得到修复；修复了Linux上的固定domain socket支持；关于journald支持的bug已经修复。
第4页：Mcor公司高清彩色3D打印机IRIS HD
●Mcor公司高清彩色3D打印机IRIS HD
目前苹果的这项专利只是处于专利申请阶段，至于能不能推出一款能实现彩色3D打印的机器，现在还不能妄下结论，但就在彩色3D打印方面，来自荷兰的Mcor公司已经走在了前列。
今年5月份，一家专注于彩色三维打印机的爱尔兰制造商Mcor公司，推出了一款全彩高清IRIS HD 3D打印机，相比其他彩色3D打印机，Mcor IRIS打印机优势在于其色彩多样、耗材与操作成本低廉。
Mcor公司IRIS HD 3D打印机（图源：mcortechnologies.com）
目前市场上有几款全彩色的3D打印机，尽管它们都能够打印出比较大的模型，但在一些重要的地方还有很多不足之处，其中材料成本过高是比较明显的缺陷。尽管有很多材料可以重复使用，但并不是全部都能够回收再用。
此外，尽管基于喷墨技术的彩色工艺效果很好，但是细节上还是有不足之处。另外，大多数的彩色3D打印机不仅需要大量的后处理，实际上可能还需第二件装备作为备用。除了附加的设备成本之外，在3D打印完成后除去多余的粉末材料也是一件相当耗时的工作。
高清的IRIS HD 3D打印机打印出来的对象细节更加清晰
但这些对于基于纸质材料的Mcor IRIS打印机来说完全不是问题，同样使用喷墨打印技术，但打印对象并不是塑料或者石膏粉末材料，而是标准的复印纸。它的工作原理很简单，IRIS打印机会把3D模型的一个切片打印在一张纸上，同时喷洒粘合剂，与此同时，还会有另外一个刀片沿着模型的外部轮廓进行切割，所以，一旦打印完成，多余的纸张很容易就能去掉。
IRIS打印机能够生成逼真的外观
IRIS打印机打印的彩色地图
IRIS打印机打印出来的模型的视觉效果
在打印模型视觉效果方面，IRIS打印机打印出来的对象细节更加清晰，并且拥有360°高清色彩和更为耐久的切割刀片。升级后的IRIS HD技术，采用了新的打印算法，使色彩更清晰，同时提供更高的精确度和使用更少的墨水。而且新配置的硬质合金切削刀片，能够使用相当长的时间，并能够生成逼真的外观。
第5页：设计师眼中的苹果3D打印机长啥样？
●设计师眼中的苹果3D打印机长啥样？
从以上信息可以看到，不管到最后苹果公司能否真正研发出彩色的3D打印机，也不管Mcor公司如何改进其彩色3D打印机技术，但有一点是可以肯定的，每种技术都因其特殊功能而脱颖而出，色彩将发挥着重要作用，如果苹果公司能在色彩方面加以突破，那么研发彩色3D打印的梦想就等于成功了一半。
此外，传言还称，知名苹果产品概念设计师Martin Hajek近日通过自己的想象描绘出一款苹果3D打印机的模样，Hajek为这款打印机取了一个很有苹果风格的名称——iPrinter，实际上这也是很多人猜测苹果3D打印机的名称。从外形上看，这款概念iPrinter兼容了苹果自家的经典G4 Cube设计，同时加入了知名3D打印机产品Makerbot的元素。
概念设计师通过想象描绘出的苹果3D打印机iPrinter的模样（图源：威锋网）
苹果G4 Cube方块机外观（图源：威锋网）
Makerbot 3D 打印机
为了更加突出苹果的风格，设计师甚至还在打印机的顶部加入了触控功能，然而，正如绝大多数概念设计产品一样，我们在这里看到的苹果打印机似乎并没有实际投入生产的可能性，因为市面上的3D打印机都跟这个都不太一样，至少长成这个样子的3D打印机还没有什么实际的用途。
早在2014年4月，市场调研机构就在一份报告中预测，3D打印市场即将进入繁荣阶段，全球3D打印市场规模将会在2018年达到162亿美元，对苹果来说，这也是一个可以进军的领域。不少分析师相信，苹果未来将会推出一款独特的3D打印设备，因为苹果在这方面拥有相关的技术专利，而且他们的硬件设计本来就有很扎实的基本功，所以，也许Apple Car之后，下一步是Apple Printer，至于说展现在我们面前的苹果彩色3D打印机到底是什么样的，现在还不得而知，一切都在猜测中，但可以肯定的是苹果不会让我们失望的，就让我们就拭目以待吧。
(责任编辑：admin)
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