Výskumníci spoločnosti Disney 3D tlačia reproduktory v ľubovoľnom tvare

Anonim

Výskumníci spoločnosti Disney 3D tlačia reproduktory v ľubovoľnom tvare

3D tlač

Lakshmi Sandhana

1. mája 2014

9 obrázkov

Prototyp 3D abstraktného špirálového reproduktora, ktorý vyžaruje zvuk z jeho špirálového povrchu (Photo: Disney Research)

Je to jedna z vecí, ktorá spočíva v zostavovaní reproduktorov z 3D tlačených komponentov, ale vedci v spoločnosti Disney zistili, ako dokážu vytlačiť interaktívne reproduktory 3D v ľubovoľnom podobe a zároveň integrovať funkciu reproduktorov do celého objektu alebo len jeho častí. Stačí si predstaviť 3D tlač celého reproduktora v jednom kroku v tvare Popolušky, ktorá má zvuky vybočené z celého tela alebo len z jej sukne.

Z gumovej kačice až po abstraktnú špirálu, malé reproduktory 3D tlačené tímom Disney reprodukujú zvuk na približne 60 decibelov a batérie odtekajú. Podľa vedcov môžu títo reproduktory verne reprodukovať vysokofrekvenčné zvuky, ako sú tie, ktoré produkujú strunové nástroje, vtáky, ľudia, iné zvieratá a počítačom generované blipy. Sú menej účinné, pokiaľ ide o prehrávanie zvuku s nízkou frekvenciou. Cenovo výhodné, reproduktory sú založené na technológii elektrostatických reproduktorov a nemajú žiadne pohyblivé časti.

Každý reproduktor obsahuje elektródovú dosku a tenkú vodivú membránu, oddelenú vrstvou vzduchu. Keď sa na elektródu aplikuje vysokonapäťový zvukový signál, membrána sa deformuje a reprodukuje zvuk. V súčasnej dobe prototypy stále vyžadujú malú manuálnu prácu a montáž (vodivé povrchy sú vytvorené postrekom na vodivú farbu na báze niklu), keďže nie sú k dispozícii žiadne multifunkčné 3D tlačiarne schopné tlačiť s vodivými atramentmi.

"V priebehu piatich až desiatich rokov by 3D tlačiareň schopná používať vodivé materiály mohla vytvoriť celý kus, " hovorí Yoshio Ishiguro, postgraduálny výskumník spoločnosti Disney Research.

Je bezpečné zdvihnúť tieto reproduktory, pretože uzemnená clona chráni používateľov pred vysokonapäťovým zvukovým signálom; manipulácia s nimi, keď sa používajú, tiež neovplyvňuje kvalitu zvuku. Je tiež možné pridať funkčnosť reproduktorov na niektoré časti objektov alebo konvertovať celý ich povrch na reproduktor, tvrdia to výskumníci, pretože je to otázka ich zväčšenia pomocou 3D tlačených membrán.

Napríklad prototyp špirálového reproduktora obsahuje 3D-tlačený membrána, ktorá je pripevnená k telu reproduktora silikónovou zlúčeninou, ktorá umožňuje prenášať zvuk z jeho plochých povrchov. Na vytvorenie kačacieho reproduktora, ktorý by mohol vyžarovať zvuk po celom tele, tím vyvinul novú výrobnú techniku ​​s použitím negatívnych foriem na vytvorenie diafragmov v súlade s normou celého tela. Silná a tenká membrána, ktorú dokázali zrkadliť kačicový tvar a pokrýva celé telo a celú plochu pretočí na reproduktor.

Všetky tieto manuálne kroky je možné odstrániť, výskumníci uvádzajú, že akonáhle sú vyvinuté viacúčelové 3D tlačiarne schopné tlačiť funkčné elektrické obvody a elektródy.

Je tiež možné, aby 3D tlačené všesmerové reproduktory a smerové kužeľovité reproduktory, pretože vývojári môžu riadiť smer emitovaného zvuku ovládaním tvaru reproduktorov a elektródových polí.

Keďže tieto reproduktory s technológiou 3D môžu produkovať aj nepočuteľný ultrazvuk, je možné ich identifikovať a sledovať, čo dláždi cestu pre ich použitie v nových interaktívnych aplikáciách, ako napríklad rozprávanie príbehov. Napríklad, ak osoba prináša 3D-tlačený kačacie reproduktory bližšie k mikrofónu počítača, ktorý beží softvér rozprávania, môže softvér detekovať ultrazvukový signál, dekódovať ID znaku a animovať príslušný kreslený znak na obrazovke.

Cieľom tímu Disney je urobiť 3D tlačené reproduktory tak zjednodušujúce, že dizajnéri môžu vyzdvihnúť a pustiť reproduktory do zariadení a objektov vo fáze návrhu ako dodatočné prvky v programoch navrhnutých počítačom (CAD). Plánujú skúmať techniky 3D tlače veľmi veľkých reproduktorov a reproduktorových polí.

Vyvinutý Ishiguro a Ivan Poupyrev, bývalý vedúci výskumný pracovník spoločnosti Disney Research Pittsburgh, technológia bola nedávno prezentovaná na konferencii o ľudských faktoroch v počítačových systémoch (CHI) v kanadskom Toronte.

Pozrite si video nižšie uvedenej technológie

Zdroj: Disney Research

3D reproduktor integrovaný do medvedíka (Photo: Disney Research)

Kačacie reproduktory, v ktorých je 3D kazetová hračka zabalená do kompatibilnej membrány, čím vytvára jeden jediný povrch vyžarujúci zvuk (Photo: Disney Research)

Tieto reproduktory s rozlíšením 3D dokážu reprodukovať zvuk na približne 60 decibelov (Photo: Disney Research)

Prototyp 3D abstraktného špirálového reproduktora, ktorý vyžaruje zvuk z jeho špirálového povrchu (Photo: Disney Research)

Diafragma môže vibrovať, keď používateľ zadržiava objekt, vytvára efektívnu hmatovú spätnú väzbu (Photo: Disney Research)

3D-tlačená membrána je zobrazená vľavo a zostavený reproduktor je zobrazený na pravej strane (Photo: Disney Research)

Nová metóda výroby umožňuje vedcom vytvoriť membrány kompatibilné s objektívmi (Photo: Disney Research)

Audio ovládač pre tlačené reproduktory zosilňuje vstupný zvukový signál pomocou vysokonapäťového tranzistorového zosilňovacieho obvodu (Photo: Disney Research)

Návrh štrbinového reproduktora (Photo: Disney Research)