超越納米級的3D打印技術(shù),，可以產(chǎn)生全新的器械

南極熊導(dǎo)讀,，“畢竟這一切,，你才得到一臺比平時小四千倍的小型嬰兒車床,�,！薄�—理查德·費曼。幾十年來,，人類一直在尋找,，可以創(chuàng)造納米級器械的方法。現(xiàn)在,，隨著UpNano、Femtoprint和Atlant3D等公司的出現(xiàn),，我們離這些崇高而微小的目標越來越近了,。

△由Femtoprint開發(fā)的，一種用于視網(wǎng)膜靜脈插管的3D打印工具（穿刺工具的SEM圖像）

微機電系統(tǒng)（MEMS）,，是一種具有機械和電子元件的微型機器,。它的物理尺寸范圍從幾毫米到不到一微米，比人類頭發(fā)的寬度小很多倍,。

南極熊獲悉,，如壓力傳感器和加速度計，這些利用微電子學和機械制造集成的機電設(shè)備,，每年可以創(chuàng)造,，價值超過100億美元（約676億人民幣）的市場，這些小而便宜的工具可以持續(xù)降低制造成本,。隨著進一步的納米級制造和光子學的不斷發(fā)展,，這些微小的器械，將隨著它們變得更精確、更多和更小,，可用性進而得到全面提升,。

△視頻：理查德·費曼“微型器械”納米技術(shù)講座，又名“底部有很多空間”

微型3D打印的趨勢
然而,，雖然Gray goo（全球災(zāi)難性風險）的到來離我們還很遙遠,，但介于這種潛在但威脅的存在，這也是微型3D打印的趨勢之一,，節(jié)省資源,。

目前，加工或3D打印這些微型器械仍是困難的,，并且,，需要時間來實現(xiàn)工業(yè)化。類似的正在進行的發(fā)展,，如物聯(lián)網(wǎng)傳感器,、芯片實驗室（LOC）、微流體等類似的持續(xù)發(fā)展將成為同行,。芯片實驗室的成功可能會推動微加工,，為原子層沉積工藝提供資金，或者為微加工本身帶來新的標準,。

另一方面,，更多的投資可能會導(dǎo)致更便宜的激光器，這可以使加工更容易,，增加這些微型器械的體積,，或者使它們的制造成本更低。與此同時,，小型化是一個持續(xù)的過程,，這促使更多的工程師，為他們的問題,，尋找微米和納米尺寸的解決方案,。

△聚焦電子束，用于將表面結(jié)合的金和碳分子轉(zhuǎn)化為氣相沉積,，以構(gòu)建精確的純金3D獨立結(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粒子

3D打印行業(yè)也應(yīng)該更加關(guān)注微流體,，以及更普遍的納米和微米尺度，所有這些3D打印技術(shù)都可以實現(xiàn)和使用,，并將對我們的生活產(chǎn)生重大影響,。

△Nanoscribe Photonic Professional GT納米級打印機

能否打印更大的微型器械
對于制造那些厘米和毫米的器械，同樣可以借助3D打印，因為,，它可以快速按需制造復(fù)雜,、成本更低、輕量級的組件,，并且,，這些組件可以通過3D打印特有的快速迭代優(yōu)勢，隨心所欲的對下一個版本進行修改,。我們知道,，在一定程度上，導(dǎo)電材料和電路,，可以使用電子墨水和Optomec Aerosol Jet進行3D打印,。該技術(shù)已經(jīng)用于制造許多設(shè)備、傳感器和其他復(fù)雜的組件,。

△通過帶有互鎖脊的角支架,，將腳墊連接到組件上，以將腳墊鎖定到位

那么,，為什么不制造批量制造更多的MEMS設(shè)備呢,？因為，當有數(shù)百萬個樣本時,，通過該技術(shù),，目前成本不會最低。但是,，如果人們僅需要一種機電設(shè)備時,，它或許不需要很小，而是小批量生產(chǎn),，這種情況3D打印非常有優(yōu)勢,。

如果我們看看3D打印，在復(fù)雜組件中小批量生產(chǎn)機械和電子設(shè)備的能力,，我們會發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)不會立即對于智能手機的生產(chǎn)造成沖擊,。然而,，對于某些應(yīng)用來說，3D打印,，在短生產(chǎn)周期和小批量可能會有所作為,。在某些情況下，該技術(shù)可以制造其他制造工藝,，目前無法制造的傳感器,、機器、技術(shù)和屬性。

對于一些問題和挑戰(zhàn),，通過合理利用3D打印,，可以獲得一種全新的解決方案。該技術(shù)可以創(chuàng)建定制的器械,，以長時間執(zhí)行非常小的任務(wù)或快速解決新問題,。通過更便宜、更快地生產(chǎn)組件,。通過3D打印技術(shù),，可以創(chuàng)造一種新的制造方式。例如,，底部仍然預(yù)留有足夠的空間,，但頂部也有足夠的空間等等。