第一臺手掌大小的3D芯片打印機(jī)

魔猴君  科技前沿   112天前

雖然小型化是趨勢，但麻省理工學(xué)院和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校剛剛推出了他們的第一個“片上”3D打印機(jī)原型，該打印機(jī)可以放在手掌中。它是一種基于光聚合原理的小型樹脂機(jī)器：借助微小的光學(xué)天線，芯片能夠引導(dǎo)光束，然后使液態(tài)樹脂硬化。研究人員解釋說，他們結(jié)合硅光子學(xué)和光化學(xué)來開發(fā)這種3D打印工藝，并在短短幾秒鐘內(nèi)設(shè)計出MIT字母作為概念證明。未來，他們希望他們的機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)許多應(yīng)用的制造，特別是在醫(yī)療領(lǐng)域。

該原型圍繞毫米級光子芯片構(gòu)建，能夠?qū)⒖芍匦屡渲玫墓馐渡涞教厥馀浞降臉渲壑?。該芯片使用微型光學(xué)天線陣列來精確引導(dǎo)光線，無需典型3D打印機(jī)中的傳統(tǒng)移動部件。

(a)按比例縮放的商業(yè)3D打印機(jī)，(b)制造的光子芯片，(c)提出的具有由芯片形成的樹脂全息圖的系統(tǒng)，(d)立體光刻啟發(fā)的原型（未按比例）。

關(guān)于這一成就的意義，該論文的主要作者Jelena Notaros和麻省理工學(xué)院電氣與計算機(jī)工程職業(yè)發(fā)展教授Robert J.Shillman解釋道：“該系統(tǒng)讓我們能夠徹底重新思考什么是3D打印機(jī)。它不再是一個坐在實驗室長凳上創(chuàng)造物體的大盒子，而是一種便攜、便攜的東西。思考由此可能產(chǎn)生的新應(yīng)用以及3D打印領(lǐng)域可能如何發(fā)展是令人興奮的?！?/span>

該研究代表了硅光子學(xué)和光化學(xué)領(lǐng)域取得的進(jìn)展的頂峰。麻省理工學(xué)院的Notaros團(tuán)隊以前因在光導(dǎo)系統(tǒng)方面的工作而聞名，他們重新利用了該技術(shù)來發(fā)射和控制可見光，非常適合佩奇團(tuán)隊開發(fā)的專用樹脂?；谶@項技術(shù)，他們成功構(gòu)建了片上3D打印機(jī)。

主要作者兼EECS研究生Sabrina Corsetti強(qiáng)調(diào)了這項創(chuàng)新的重要性，她說：“我們處于標(biāo)準(zhǔn)光化學(xué)和硅光子學(xué)之間，使用熱固化樹脂和可見光發(fā)射芯片來創(chuàng)建這種芯片上的3D打印機(jī)。它是將兩種技術(shù)融合成一個全新的想法?！?/span>

使用片上3D打印機(jī)將MIT徽標(biāo)打印在鎳部件上。

研究團(tuán)隊表示，這項技術(shù)的潛在應(yīng)用非常廣泛。便攜式3D打印機(jī)可以現(xiàn)場創(chuàng)建個性化的低成本物品，例如用于自行車維修的緊固件或用于醫(yī)療程序的組件。此外，打印機(jī)對于改進(jìn)快速原型制作過程非常有用，特別是對于小型零件。最重要的是，該團(tuán)隊設(shè)想未來的系統(tǒng)中，光子芯片可以發(fā)出3D全息光，一步固化整個物體，這將大大提高3D打印的效率和潛力。

來源：3dnatives