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世界初のチップベース3Dプリンターはコインよりも小さく、可動部品がないという利点がある。
最初のチップベースの3Dプリンター
(画像提供:MIT)

3Dプリンティングは、特に少量生産において、製造コストを削減しました。しかし、3Dプリンターは多くの場合、巨大で重い装置であり、正常に動作させるには安定したプラットフォームが必要でした。しかし、これまではそうではありませんでした。MIT Newsによると、MITの研究者はテキサス大学オースティン校のチームと緊密に協力し、コインよりも小さな3Dプリンターのプロトタイプを開発したとのことです。

このフォトニックチップは、ビームを樹脂ウェルに集束させ、チップ​​から放出される特定の波長の光が当たると樹脂ウェルは急速に硬化します。手のひらサイズのこの3Dプリンターは、可動部品を省くことで省スペース化も実現しています。ビームの焦点を変えるためにアームやモーターを使用する代わりに、このプロトタイプでは微小な光アンテナを用いてビームを移動させ、目的の形状を造形します。

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最初のチップベースの3Dプリンター
a フォトニックチップ(黒枠)を搭載した一般的な市販3Dプリンターのスケール写真とb 製造・パッケージングされたフォトニックチップ。c 提案されているチップベース3Dプリンターの概念図。樹脂チャンバー内のチップによって形成されたホログラムを示す(スケールは一定ではない)。d 本研究で実証された、ステレオリソグラフィーに着想を得た概念実証用チップベース3Dプリンターの概念図(スケールは一定ではない)(画像提供:MIT)

チームがこのコンセプトを製品化することに成功すれば、インスタント製造のあり方を大きく変える可能性があります。手のひらサイズのこのプリンターは携帯性と高速性を備えており、エンジニア、医師、さらには救急隊員など、誰もが重くて大きな装置を持ち運ぶことなく、即座にソリューションを作成できるようになります。

例えば、整形外科医は3Dスキャナーを手術室に持ち込み、患者の骨折部をスキャンすることができます。そこからバイオメディカルエンジニアを招き、骨折の治癒を助けるカスタムメイドの骨インプラントを作成し、それをバイオメディカル樹脂を用いてポータブル3Dプリンターで出力することができます。

あるいは、この小型3Dプリンターは、他の代替品よりも軽量でコンパクトなため、アルテミス月探査プログラムへの持ち込みがはるかに容易になるでしょう。そして、乗組員が即座に必要とするツールを作成するのに役立つ可能性があります。

これらは、この3Dプリンティングのコンセプトがもたらす刺激的な可能性のほんの一部に過ぎません。MITのジェレナ・ノタロス教授は次のように述べています。「このシステムは、3Dプリンターのあり方を根本から変えるものです。もはや、実験室のベンチに座って物体を作成する大きな箱ではなく、手で持ち運べる持ち運び可能なものなのです。このシステムから生まれる新たな用途や、3Dプリンティング分野がどのように変化していくのかを考えるのは、非常に刺激的です。」 

3Dプリンティングは、登場以来、数年の間に急速に進化してきました。現在では、国際宇宙ステーションに金属3Dプリンターが導入され、月や火星探査に必要な工具や部品を印刷できるようになっています。また、AliExpressでは77ドルという低価格の3Dプリンターが販売されており、わずかなコストで自作を始められるようになっています。さらに、小さな子供をプリントできるほどの大きさの、手頃な価格の新しい3Dプリンターも登場しています。このプロジェクトが実用化されれば、ポケットに収まる3Dプリンターが間もなく登場するでしょう。

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ジョウィ・モラレスは、長年のテクノロジー業界での実務経験を持つテクノロジー愛好家です。2021年から複数のテクノロジー系出版物に寄稿しており、特にテクノロジー系ハードウェアとコンシューマーエレクトロニクスに興味を持っています。