Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) и Техасского университета в Остине совершили прорыв, который может кардинально изменить наше представление о 3D-печати. Они создали полноценный 3D-принтер, помещающийся прямо на ладони.
Благодаря крошечному размеру, не превышающему монету, этот принтер может сделать быстрое прототипирование доступным практически в любом месте. Представьте себе возможность быстро напечатать запасную деталь для велосипеда или даже медицинское оборудование где угодно при первой же необходимости.
Как это работает?
Секрет устройства – в миниатюрном (миллиметровом) фотонном чипе. Он излучает программируемые световые лучи в резервуар со смолой. Под воздействием света смола быстро застывает, принимая заданную пользователем 3D-форму.
Ключевую роль играет технология интегрированных оптических фазированных решеток на чипе, разработанная специалистами MIT. По сути, это микроскопические антенны, которые управляют световыми лучами, изменяя скорость проходящих через них оптических сигналов. Именно благодаря этой возможности "рулить" светом и происходит волшебство 3D-печати.
Кроме того, конструкция антенны исключает необходимость в двигателях для перемещения фокуса луча. Таким образом, принтер не имеет подвижных частей, что экономит место. В устройстве уместилось целых 160 оптических антенн, при этом его размер соответствует американской монете в 25 центов.
Изначально технологию ограничивало требование к видимым длинам волн света. Ученые из Техасского университета решили эту проблему, разработав специальные смолы, отверждающиеся под воздействием видимого света. Это изобретение стало недостающим звеном для практической реализации 3D-печати на основе чипов.
Что дальше?
Создав прототип, исследователи видят более масштабную цель: разработать чипы, способные генерировать целые 3D-голографические световые шаблоны для быстрой печати сложных объемных объектов за один проход. Потенциал применения огромен – от экстренного ремонта спасателями до печати медицинских устройств по запросу.
По словам профессора MIT Елены Нотарос, эта система полностью переосмысливает само понятие 3D-принтера. "Это больше не громоздкий ящик, стоящий на столе в лаборатории и создающий объекты, а портативное устройство, которое можно держать в руке. Захватывает дух, когда думаешь о новых приложениях, которые могут появиться благодаря этому, и о том, как может измениться сфера 3D-печати", - говорит она.
Если технологию 3D-принтера размером с монету удастся превратить в коммерческий продукт, это может привести к децентрализации и демократизации производства по требованию, как никогда раньше.
Описание разработки опубликовано в журнале Nature.
