芯片式3D打印機面世

長期以來，3D打印一直因其降低製造成本、特別是適用於小批量生產而備受青睞。然而，傳統3D打印機往往體積龐大、重量驚人，並且需要放置於穩固的平台上才能正常工作。美國麻省理工學院(MIT)和德克薩斯大學奧斯丁分校科學家結合硅光子學和光化學技術，成功研製出首台基於芯片的3D打印機，向實現上述想法邁出關鍵一步。這款打印機採用光子芯片，可將光束聚焦到樹脂槽中。當特定波長的光線照射到樹脂上時，樹脂會迅速固化成形。不同於傳統依靠機械臂和電機改變光束焦點的笨重設計，該芯片式打印機巧妙地利用微型光學天線操控光束，從而實現打印所需的形狀，有效節省空間並且完全摒棄了移動部件。

MIT電氣工程與電腦科學系教授耶萊娜·納托拉斯表示，團隊此前已開發出集成光學相控陣系統，借助一系列置於芯片上的微型天線來控制光束，讓光束向特定方向移動。研究團隊欲探索這種設備是否可用於製造基於芯片的3D打印機。與此同時，德克薩斯大學奧斯丁分校的研究團隊首次展示了借助可見光快速固化的專用樹脂。兩個團隊一拍即合，首台基於芯片的3D打印機應運而生。

該3D打印機原型由一個包含一百六十納米厚光學天線陣列的單光子芯片組成，整個芯片可置於一枚硬幣上。該芯片能向合成樹脂阱發射可重新配置的光束。當光束照射其上時，合成樹脂阱會固化成固體形狀，在幾秒鐘內即可完全成型。

MIT專業教授指出，這項技術徹底改變了人們對3D打印機的傳統看法。它不再是實驗室中的龐大機器，而是變成了可以手持和攜帶的設備。這種便攜、高效的口袋大小打印機將使工程師、醫生甚至急救人員等專業人士能夠隨時隨地打印所需的物品，無需依賴笨重的大型設備。”

研究團隊指出，這項技術徹底顛覆了人們對於3D打印機的傳統印象。這種可攜式3D打印機有望在多個領域得到應用。例如，骨科醫生可以將3D掃描器帶入手術室，掃描患者的骨折部位。隨後，生物醫學工程師可利用該掃描資料設計定制的骨骼植入物，然後使用這種可攜式3D打印機和生物醫學樹脂將其打印出來。此外，由於該打印機輕便小巧的優勢，非常適合像阿爾忒彌斯登月計劃等太空探索項目攜帶。宇航員在太空中可以根據實際需要，隨時打印所需的工具。相信不久的將來，隨着這項芯片式 3D打印機技術走向成熟，每個人都將能擁有口袋裡的“打印工廠”。

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