MITがチップベースのハンドヘルド3Dプリンターを開発

MITがチップベースのハンドヘルド3Dプリンターを開発
この投稿は Coco Bear によって 2024-6-13 00:01 に最後に編集されました。

2024 年 6 月、アンタークティック ベアは、マサチューセッツ工科大学 (MIT) とテキサス大学 (UT) の研究者が、概念実証デバイス (初のチップベース 3D プリンター) を作成したことを知りました。この研究は、国立科学財団 (NSF) や国防高等研究計画局 (DARPA) などの組織によって資金提供されました。研究結果は、「シリコンフォトニクス対応チップベース 3D プリンター」というタイトルで、Nature Light Science and Applications 誌に掲載されました。



わずか1ミリメートルサイズのフォトニックチップを搭載したこの小型デバイスは、再構成可能な光線を使用して樹脂を固体の形状に固めます。このデバイスには機械的に動く部品はなく、代わりにオフチップレーザーを使用して電気信号を介して光アンテナを誘導します。学際的な研究チームは、シリコンフォトニクスと光化学を組み合わせることで、3Dプリント用の光線を操作して「MIT」の文字を含む任意の2次元パターンを形成できるチップの実証に成功しました。これらの形状は数秒で完全に形成されます (サブミリメートルのボクセルは数秒で生成されます)。


△画像出典:「Nature Light Science and Applications」

次に、研究チームは研究結果を利用して、ホログラムの3次元3Dプリントを実行し、オブジェクト全体を1つのステップで素早く固めることができるチップを作成する予定です。このポータブル 3D プリンターは、臨床医がカスタマイズされた医療機器部品を作成したり、エンジニアが現場で迅速にプロトタイプを作成したりするのを支援するなど、さまざまな分野で使用できます。このイノベーションは 3D プリントの概念を再定義し、ハンドヘルドでポータブルなものにし、より多くの新しいアプリケーションの展望を刺激します。



「このシステムは 3D プリンターの概念を完全に再定義します」と論文の著者である EECS 教授のジェレナ・ノタロス氏は語ります。「実験台の上に置いて何かを作る大きな箱ではなく、これは手で持って持ち運べるものです。このシステムから生まれる新しい用途や、3D プリントの分野がどのように変化するかを考えるのはワクワクします。」

「光硬化性樹脂は赤外線波長で完全に硬化するのが難しいため、これまでは統合型光フェーズドアレイがライダーで使用されていました」と、EECS 大学院生で論文の主執筆者であるサブリナ・コルセッティ氏は説明します。「ここでは、可視光硬化性樹脂と可視光発光チップを使用することで、標準的な光化学とシリコンフォトニクスのバランスを見つけ、この 2 つの技術をまったく新しいアイデアに融合して、このチップベースの 3D プリンターを作成しました。」


△画像出典:「Nature Light Science and Applications」

「2つの技術を新しい概念に融合する」というコンセプトは、今後10年間の製造業の研究開発ブームの傾向を正確に表現しています。これは、単一のテクノロジーに限定されるのではなく、複数の分野のイノベーションを組み合わせて、より強力で創造的なソリューションを生み出すことを意味します。その中で、積層造形(AM)がこのモデルで重要な役割を果たします。 AMは設計の自由度が高いだけでなく、さまざまなハイテク分野にも応用でき、将来の製造業に無限の可能性をもたらします。

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