Weltweit erster Chip-basierter 3D-Drucker, der in die Handfläche passt

Letzte Woche haben Forscher des MIT und der University of Texas in Austin mit dem ersten Chip-basierten 3D-Drucker einen bedeutenden Fortschritt in der 3D-Drucktechnologie angekündigt. Diese Maschine, die nicht größer als eine Münze ist, stellt einen bedeutenden Sprung bei der tragbaren, schnellen und anpassbaren Herstellung von Objekten dar.

Der Prototyp besteht aus einem millimetergroßen photonischen Chip, der rekonfigurierbare Lichtstrahlen in eine Vertiefung aus speziell formuliertem Harz projizieren kann. Dieses Harz verfestigt sich schnell, sobald es dem Licht ausgesetzt wird und ermöglicht so die schnelle Bildung komplexer Formen und Strukturen. Der Chip nutzt eine Reihe mikroskopisch kleiner optischer Antennen, um das Licht präzise zu lenken, sodass keine beweglichen Teile wie bei herkömmlichen 3D-Druckern erforderlich sind.

(a) kommerzieller 3D-Drucker, (b) hergestellter photonischer Chip, (c) (c) vorgeschlagenes System mit chipgeformtem Hologramm in Harz, (d) durch Stereolithographie inspirierter Prototyp (nicht maßstabsgetreu).

Jelena Notaros, Hauptautorin der Arbeit, und Robert J. Shillman Career Development Professor in Electrical Engineering and Computer Science am MIT, erklärten zur Bedeutung dieser Errungenschaft: „Dieses System ist ein völlig neues Konzept für einen 3D-Drucker. Es handelt sich nicht mehr um ein großes Gerät, das auf einem Labortisch steht und Objekte herstellt, sondern um etwas, das in der Hand gehalten wird und tragbar ist. Es ist aufregend, über die neuen Anwendungen nachzudenken, die sich daraus ergeben könnten und wie sich das Feld des 3D-Drucks verändern könnte.“

Die Forschung stellt den Höhepunkt der Fortschritte in der Silizium-Photonik und Photochemie dar. Notaros‘ Team am MIT, das zuvor für seine Arbeit an Lichtlenkungssystemen bekannt war, nutzte diese Technologie, um sichtbares Licht zu emittieren und zu steuern, welches sich ideal für das von der Page-Gruppe der UT Austin entwickelte Spezialharz eignet. Mithilfe dieser Technologie gelang es ihnen, einen Chip-basierten 3D-Drucker zu bauen.

Autorin und EECS-Absolventin Sabrina Corsetti betonte die Bedeutung dieser Innovation: „Hier treffen wir uns in der Mitte zwischen der Standard-Photochemie und der Silizium-Photonik, indem wir mit sichtbarem Licht aushärtende Harze und sichtbares Licht emittierende Chips verwenden, um diesen Chip-basierten 3D-Drucker zu entwickeln. Es handelt sich um eine Verschmelzung zweier Technologien zu einer völlig neuen Idee.“

MIT-Logo, das mit dem chipbasierten 3D-Drucker auf eine Nickelplatte gedruckt wurde.

Das Forschungsteam berichtet, dass die möglichen Anwendungen dieser Technologie sehr weitreichend sind. Der tragbare 3D-Drucker könnte es ermöglichen, unterwegs maßgeschneiderte, kostengünstige Artikel wie Befestigungselemente für Fahrradreparaturen oder Komponenten für medizinische Verfahren herzustellen. Darüber hinaus könnte der Drucker das Rapid-Prototyping-Verfahren erheblich verbessern, insbesondere bei kleinen Teilen. Vor allem aber plant das Team zukünftige Systeme, bei denen der photonische Chip ein 3D-Hologramm aus Licht emittieren könnte, das ein ganzes Objekt in einem Schritt aushärtet und so die Effizienz und das Potential des 3D-Drucks erheblich steigert. Um mehr über diese Errungenschaft zu erfahren, klicken Sie HIER.

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*Bildnachweise: Massachusetts Institute of Technology