麻省理工学院 (MIT) 创建基于芯片的手持式3D打印机

麻省理工学院 (MIT) 和德克萨斯大学 (UT) 的研究人员创建了一种概念验证设备——第一台基于芯片的 3D 打印机，此项研究由美国国家科学基金会(NSF) 和国防高级研究计划局(DARPA)等组织资助。研究结果已经发表在《Nature Light Science and Applications》期刊上，题目为《Silicon-photonics-enabled chip-based 3D printer》。



这个微小的设备只有一个毫米级的光子芯片，利用可重构的光束将树脂固化成实体形状。此设备的亮点是没有机械地移动部件，而是依靠片外激光器通过电信号引导光学天线。通过结合硅光子学和光化学，这个跨学科的研究团队成功演示了一个可以操纵光束进行 3D 打印的芯片，形成包括“M-I-T”字母在内的任意二维图案。这些形状可以在几秒钟内完全成型(在几秒钟内生成亚毫米级体素）。


△图片来源：《Nature Light Science and Applications》

接下来，该团队计划利用其研究成果制造出能够进行全息图立体 3D 打印的芯片，一步完成整个物体的快速固化。这种便携式 3D 打印机可以应用于许多领域，例如帮助临床医生制作定制的医疗器械零部件，或者让工程师在工地上快速制作原型。此项创新重新定义了 3D 打印的概念，使其变得手持便携，激发了更多新的应用前景。



论文的作者、EECS 教授 Jelena Notaros 表示：“该系统完全重新定义了 3D 打印机的概念。它不再是放在实验室工作台上制作物品的大盒子，而是可以手持和携带的东西。想想由此可能产生的新应用以及 3D 打印领域可能如何改变，真是令人兴奋。”

论文的主要作者、EECS 研究生 Sabrina Corsetti 解释说：“光固化树脂很难在红外波长下完全固化，而过去集成光学相控阵流在激光雷达中就是在红外波长下运行的。在这里，我们通过使用可见光固化树脂和可见光发射芯片，在标准光化学和硅光子学之间找到平衡，将这两种技术融合成一个全新的想法，从而创造出这种基于芯片的 3D 打印机。”


△图片来源：《Nature Light Science and Applications》

“将两种技术融合成一个全新理念”这一概念一针见血地诠释了未来十年制造业研发热潮的趋势。这意味着不再局限于某一种单一的技术，而是将多个领域的创新成果结合起来，产生更强大、更有创意的解决方案。其中，增材制造（AM）在这一模式中扮演着关键角色。AM 不仅具备设计自由度，还能应用于各种高科技领域，为未来的制造业带来无限可能。

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来源：南极熊