Крошечная революция — создан 3D-принтер размером с монету

Крошечное устройство может позволить пользователю быстро создавать индивидуальные недорогие объекты на ходу, например, крепеж для ремонта шатающегося велосипедного колеса или компонент для критической медицинской операции.

Крошечная революция — создан 3D-принтер размером с монету

Представьте себе портативный 3D-принтер, который можно держать в ладони. Такое устройство позволяет быстро создавать индивидуальные недорогие предметы на ходу, например, крепления для ремонта велосипеда или компоненты для медицинских операций.

Исследователи из Массачусетского технологического института и Техасского университета в Остине сделали значительный шаг к реализации этой идеи, представив первый 3D-принтер на базе чипа. Их экспериментальное устройство состоит из фотонного чипа миллиметрового масштаба, который направляет лучи света на резервуар со смолой, затвердевающей при воздействии света.

Прототип чипа не имеет движущихся частей, полагаясь на массив крошечных оптических антенн, направляющих световой луч. Луч попадает в жидкую смолу, которая быстро затвердевает под воздействием видимого света.

Объединив кремниевую фотонику и фотохимию, исследовательская группа смогла продемонстрировать чип, который направляет световые лучи для 3D-печати двумерных узоров, включая буквы MIT. Формы могут быть полностью сформированы за считанные секунды. В долгосрочной перспективе они планируют создать систему, где фотонный чип будет излучать трехмерную голограмму видимого света, быстро затвердевая весь объект за один этап.

Такой портативный 3D-принтер может найти применение в медицине, позволяя врачам создавать индивидуальные компоненты оборудования, или в инженерии, обеспечивая быструю разработку прототипов на месте. В работе над статьей также участвовали Сабрина Корсетти, Милика Нотарос, Тал Снех, Алекс Саффорд и Зак Пейдж. Исследование опубликовано в журнале Nature Light Science and Applications.

Крошечная революция — создан 3D-принтер размером с монету

Источник: MIT.

На фотографиях показан типичный коммерческий 3D-принтер с фотонным чипом (обведен черным) для масштабирования, а также изготовленный и упакованный фотонный чип. c) Концептуальная схема предлагаемого 3D-принтера на основе чипа, показывающая голограмму, образованную чипом внутри полимерной камеры (не в масштабе). d) Концептуальная схема экспериментального 3D-принтера на базе чипа, основанного на стереолитографии, продемонстрированного в этой работе (не в масштабе)

Печать с помощью чипа

Группа Нотарос, специалисты в области кремниевой фотоники, ранее разработала оптические системы с фазированной решеткой, которые управляют лучами света с помощью микроантенн. Они использовали этот подход для лидарных датчиков и дополненной реальности.

Когда они начали изучать возможность создания 3D-принтера на базе чипа, группа Пейджа уже продемонстрировала специализированные смолы, быстро затвердевающие при воздействии видимого света. Это стало недостающим элементом, позволившим реализовать 3D-принтер на базе чипа.

Прототип состоит из фотонного чипа с массивом оптических антенн толщиной 160 нанометров. При питании от внешнего лазера антенны излучают видимый свет в резервуар со смолой, которая затвердевает под воздействием света.

Для эффективной модуляции видимого света исследователи использовали жидкие кристаллы, создавая компактные модуляторы, интегрированные в чип. Эти модуляторы позволяют точно контролировать световой луч, направляемый на антенны.

Взаимодействие с новой фотоотверждаемой смолой стало отдельной задачей. Группа Пейджа тесно сотрудничала с группой Нотарос, корректируя химические комбинации и концентрации для достижения оптимальных результатов.

Исследователи успешно использовали прототип для 3D-печати двумерных фигур за считанные секунды. В будущем они планируют разработать систему, где чип будет излучать голограмму видимого света для объемной 3D-печати за один шаг.

Читайте также

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

vivo X500 E может оказаться копией V80 без серьёзных изменений

vivo X500 E может оказаться копией V80 без серьёзных изменений

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Астрономы узнали точную дату создания Ван Гогом «Звездной ночи»

Астрономы узнали точную дату создания Ван Гогом «Звездной ночи»