Forscher bauen kleinsten 3D-Drucker der Welt

Künstlerische Darstellung des neuen 3D-Drucks per Chip (Illustration: Sampson Wilcox, mit.edu)

Cambridge/Austin (pte018/07.06.2024/11:30) - Den mit Abstand kleinsten 3D-Drucker der Welt haben Forscher des Massachusetts Institute if Technology ( https://web.mit.edu/ ) (MIT) und der University of Texas ( https://www.utexas.edu/ ) entwickelt. Er ist nur wenige Millimeter groß und hat keine mechanisch beweglichen Teile. Er besteht aus einem Halbleiter-Chip, der Photonen emittiert. Diese treffen auf ein Harz, das an der beleuchteten Stelle aushärtet. Der Strahl wird mittels winziger optischer Verteiler in verschiedene Richtungen gelenkt, entsprechend der Form des Bauteils, das entstehen soll.

Drucken in Sekundenschnelle

Durch die Kombination von Silizium-Photonik und Photochemie hat das Team einen Chip geschaffen, der Lichtstrahlen so lenkt, dass beliebige Objekte dreidimensional gedruckt werden. Das geschieht binnen weniger Sekunden. Langfristig stellen sich die Forscher ein System vor, bei dem ein photonischer Chip am Grund eines mit Harz gefüllten Behälters sitzt und ein 3D-Hologramm aus sichtbarem Licht aussendet, das ein komplettes Bauteil in einem einzigen Schritt aushärtet.

Diese Art von tragbarem 3D-Drucker könnte in vielen Bereichen eingesetzt werden, zum Beispiel bei der Herstellung maßgeschneiderter Komponenten für medizinische Geräte oder zur Fertigung von Prototypen auf einer Baustelle. "Wir haben den 3D-Drucker ganz neu erfunden. Es ist nicht mehr ein großer Kasten, der auf einem Labortisch steht und Objekte herstellt, sondern etwas, das in der Hand gehalten wird und tragbar ist. Es ist aufregend, über die neuen Anwendungen nachzudenken, die sich daraus ergeben könnten, und darüber, wie sich der Bereich des 3D-Drucks verändern könnte", verdeutlicht MIT-Wissenschaftlerin Jelena Notaros.

Vom Abstandsmesser zum Drucker

Als Experte auf dem Gebiet der Silizium-Photonik hat die Notaros-Gruppe bereits integrierte optische Phased-Array-Systeme entwickelt, die Lichtstrahlen mit einer Reihe von mikroskopisch kleinen Antennen lenken. Diese werden mit den gleichen Techniken wie Mikroprozessoren und Speicherchips hergestellt.

Durch Beschleunigen oder Verzögern des optischen Signals auf beiden Seiten der Antennengruppe lenken sie den Lichtstrahl in eine bestimmte Richtung. Das lässt sich beispielsweise in Lidar-Systemen zur Abstandmessung einsetzen. Dieses Prinzip, so dachte die Professorin, könnte man doch auch nutzen, um einen 3D-Drucker zu bauen.

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