Innovation im 3D-Druck: MIT und UT Austin entwickeln den ersten chip-basierten 3D-Drucker.
Portable Anwendung: Der Drucker ist handlich und ermöglicht schnelle, anpassbare Objektherstellung.
Technologische Fusion: Kombination von Silizium-Photonik und Photochemie zur Schaffung neuer Möglichkeiten im 3D-Druck.
Neuer Chip-basierter 3D-Drucker eröffnet ungeahnte Möglichkeiten.
Ein bedeutender Durchbruch im 3D-Druck wurde kürzlich von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Texas at Austin bekannt gegeben: der erste chip-basierte 3D-Drucker. Dieses Gerät, das nicht grösser als eine Münze ist, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der portablen, schnellen und anpassbaren Objektherstellung dar.
Das Prototyp-Gerät basiert auf einem millimetergrossen photonischen Chip, der rekonfigurierbare Lichtstrahlen in ein speziell formuliertes Harz projizieren kann. Dieses Harz härtet schnell aus, wenn es dem Licht ausgesetzt wird, wodurch komplexe Formen und Strukturen rasch entstehen können. Der Chip nutzt eine Anordnung mikroskopischer optischer Antennen, um das Licht präzise zu steuern und auf herkömmliche bewegliche Teile, wie sie in traditionellen 3D-Druckern verwendet werden, zu verzichten.
Jelena Notaros, Seniorautorin der Studie und Robert J. Shillman Career Development Professorin für Elektrotechnik und Informatik am MIT, erklärte: „Dieses System überdenkt völlig, was ein 3D-Drucker ist. Es ist nicht mehr nur eine grosse Box, die in einem Labor Objekte erzeugt, sondern etwas, das handlich und tragbar ist. Es ist aufregend, über die neuen Anwendungen nachzudenken, die daraus entstehen könnten, und wie sich das Feld des 3D-Drucks verändern könnte.“
Diese Forschung vereint Fortschritte in der Silizium-Photonik und der Photochemie. Das Team von Notaros am MIT, das zuvor für seine Arbeiten an Lichtlenkungssystemen bekannt war, hat diese Technologie umfunktioniert, um sichtbares Licht zu emittieren und zu kontrollieren, das ideal für das von der UT Austin entwickelte Spezialharz geeignet ist. Durch diese Technologie konnten sie den chip-basierten 3D-Drucker erfolgreich konstruieren.
Sabrina Corsetti, Hauptautorin und Doktorandin in Elektrotechnik und Informatik, betonte die Bedeutung dieser Innovation: „Hier treffen wir uns in der Mitte zwischen Standard-Photochemie und Silizium-Photonik, indem wir sichtbares Licht emittierende Chips und lichtempfindliche Harze verwenden, um diesen chip-basierten 3D-Drucker zu schaffen. Es ist eine Verschmelzung zweier Technologien zu einer völlig neuen Idee.“
Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie sind sehr weitreichend. Der tragbare 3D-Drucker könnte die sofortige Herstellung von massgeschneiderten, kostengünstigen Gegenständen wie Befestigungselementen für Fahrradreparaturen oder Komponenten für medizinische Verfahren ermöglichen.
Darüber hinaus könnte der Drucker den schnellen Prototyping-Prozess erheblich verbessern, insbesondere für kleinere Teile. Das Team prognostiziert zudem zukünftige Systeme, bei denen der photonische Chip ein 3D-Hologramm aus Licht emittieren könnte, das ein ganzes Objekt in einem Schritt aushärtet, was die Effizienz und das Potenzial des 3D-Drucks erheblich steigern würde.
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