超越納米級的3D打印，見證全新機(jī)器的誕生

導(dǎo)讀：幾十年來,，人類一直在尋找我們可以創(chuàng)造納米級機(jī)器的方法。現(xiàn)在,，隨著UpNano,、Femtoprint和Atlant3D等公司的出現(xiàn)，我們已經(jīng)非常接近這些微小卻又崇高的目標(biāo)了,。

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）,，如壓力傳感器和加速度計，已經(jīng)建立了一個每年價值超過100億美元的市場,，使用微電子和機(jī)器來創(chuàng)建集成的機(jī)械和電氣設(shè)備,。這些工具體型小巧小且廉價，它可以通過手機(jī)檢測你的運(yùn)動趨勢,，或者測量你的血壓,。隨著納米級制造和光子學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，微型機(jī)器也將變得更加精確,，更多,，更小,。

微型3D打印的趨勢

然而，現(xiàn)在加工或3D打印這些微型設(shè)備仍然很困難,，我們需要時間來實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,。類似的情況在其他領(lǐng)域也有出現(xiàn)，如物聯(lián)網(wǎng)傳感器,、芯片實(shí)驗(yàn)室,、微流控技術(shù)等。芯片實(shí)驗(yàn)室的成功可能會推動微機(jī)械加工,，為原子層沉積工藝提供資金,，或?yàn)槲�機(jī)械加工本身帶來新標(biāo)準(zhǔn)。更多的投資可能導(dǎo)致更便宜的激光器,，這可能使加工更容易獲得,，增加這些微小機(jī)器的體積，或使它們的制造成本降低,。同時,，微型化是一個持續(xù)的過程，這促使更多的工程師為他們的問題尋找微型和納米尺寸的解決方案,。毫不掩飾的講,，我們現(xiàn)在的生活仍處于費(fèi)曼（視頻中穿著粉紅色馬球衫和短褲）在一次精彩演講中所概述的微型化時代。

“只有達(dá)到這些條件,，你才能得到一臺比平時小四千倍的微型加工機(jī)器,。”——理查德·費(fèi)曼

△聚焦電子束被用來將表面結(jié)合的金和碳分子轉(zhuǎn)化為氣相,，并沉積下來,，以構(gòu)建精確的純金三維獨(dú)立結(jié)構(gòu)。超銳利的特征可以高效地產(chǎn)生自由電子振蕩或稱為等離子體的準(zhǔn)粒子,。

3D打印行業(yè)也應(yīng)該更多關(guān)注MEMS,、微流體，以及更普遍的納米和微尺度,，所有這些增材制造技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)和使用,，并將對我們的生活產(chǎn)生重大影響。然而,，在我們現(xiàn)有的技術(shù)范圍內(nèi),，我們可以考慮另一種可能的發(fā)展。

△NanoscribePhotonic Professional GT納米打印機(jī)

3D打印更大的微型機(jī)器

在增材制造的厘米和毫米規(guī)模上,，我們的行業(yè)也可以制造機(jī)器,。有了3D打印技術(shù)，就可以按要求快速制造復(fù)雜的,、成本較低的,、輕量級的組件,，這些組件可以隨心所欲地進(jìn)行修改，第二天或后天就可以進(jìn)行新的迭代,。我們知道,，在某種程度上，導(dǎo)電材料和電路可以使用導(dǎo)電油墨和Optomec Aerosol Jet進(jìn)行3D打印,。增材制造已經(jīng)被用來制造很多設(shè)備,、傳感器和其他復(fù)雜的組件。

△通過帶有互鎖脊的角形支架將腳墊連接到組件上,，以鎖定腳墊的位置,。

那么，為什么不以更大的規(guī)模3D打印MEMS設(shè)備呢,？當(dāng)有數(shù)以百萬計的樣品時,，它們就不會那么小或便宜。然而,，如果你需要的機(jī)械設(shè)備不一定那么小，而且只需要一小批而不是一百萬個單位,，那么增材制造就可以發(fā)揮作用了,。

南極熊認(rèn)為，如果我們看一下增材制造在小批量生產(chǎn)復(fù)雜裝配的機(jī)械和電子設(shè)備上所展現(xiàn)的能力,，我們會發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)還有許多的未知應(yīng)用沒有被發(fā)掘,。增材制造不會在你的下一個智能手機(jī)中爭得一席之地。然而,，對于某些應(yīng)用來說,，3D打印技術(shù)理想的短流程生產(chǎn)和小批量制作可能會有所作為。

在某些情況下,，增材制造可以制造其他制造工藝目前無法制造的傳感器,、機(jī)器、技術(shù)和性能,。對于一些問題和挑戰(zhàn),，集成機(jī)器可以通過3D打印，以一種全新的方式解決問題,。增材制造可以創(chuàng)建定制的機(jī)器,，以長期執(zhí)行非常小的任務(wù)或快速解決一個新的問題。通過更便宜和更快地生產(chǎn)組件,，增材制造可以成為一種新的制造模式潮流,。