麻省理工学院和德克萨斯大学的研究人员开发出一种手持式芯片式3D打印机原型,该打印机使用光子芯片发射光束将树脂固化成固体物体。这项创新技术可能会彻底改变定制低成本便携物品的生产方式,并有望应用于医疗和工程领域。这款微型设备可以让用户随时随地快速创建定制的低成本物品,例如用于修复摇晃的自行车车轮的紧固件或用于重要医疗手术的部件。这项研究最近发表在《自然光科学与应用》杂志上。
研究人员展示了第一台基于芯片的3D打印机,朝着实现这一想法迈出了重要一步。他们的概念验证设备由一个毫米级光子芯片组成,该芯片将可重构光束发射到树脂孔中,当光线照射到树脂孔中时,树脂孔会固化成固体形状。他们的原型由一个光子芯片组成,芯片上包含一组厚度为160 纳米的光学天线。(一张纸的厚度约为100,000 纳米。)整个芯片可装在一枚25美分硬币上。
通过结合硅光子学和光化学,这个跨学科研究团队成功研发出一种芯片,可以引导光束 3D打印任意二维图案,包括字母 MIT。只需几秒钟,形状就可以完全成型。从长远来看,他们设想的系统是将光子芯片放置在树脂井的底部,并发射可见光的 3D 全息图,只需一步即可快速固化整个物体。这种便携式 3D 打印机有很多应用,例如可以帮助临床医生创建定制的医疗设备组件,或者帮助工程师在工作现场快速制作原型。
电气工程和计算机科学 (EECS) 的Robert J. Shillman 职业发展教授Jelena Notaros 说道:“该系统完全重新定义了 3D 打印机。它不再是一个放在实验室工作台上用来制造物品的大盒子,而是一个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 打印领域将如何改变,真是令人兴奋”。
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