麻省理工發表全球首款「晶片級3D列印機」打造手持式列印新未來

迎接現今3D列印與矽光子（silicon photonics）技術出現新突破！已由麻省理工學院（MIT）的研究人員成功開發出一種全球首款整合單一晶片上的3D列印機設計，設計，並整合在單一電腦晶片上，正式宣告全球首款「晶片級3D列印機」誕生，該晶片能發出光束照射至樹脂槽中，直接生成設計圖案。

圖一 : 麻省理工學院（MIT）的研究人員成功開發出一種全球首款整合單一晶片上的3D列印機設計，設計，並整合在單一電腦晶片

這項突破性的獨特光子晶片設計技術，結合了德州大學奧斯汀分校（UT Austin）發明的新型光固化樹脂，可在暴露於特定波長的光線時會硬化，兩項技術結合後，便能創造出基本的3D列印形狀和設計。

強調能讓印表機不使用任何移動部件，而是利用一系列奈米級的天線，從研究團隊客製化設計的核心矽光子晶片外部，直接發射雷射光束導向一個小型樹脂槽中，穿過天線陣列向上進入裝有光敏樹脂的透明玻璃片。

天線還會將雷射光線依照程式設定好的圖案，向上導引到樹脂中，進而在短短數秒內，快速完成「列印」製造出設計物體。目前已能製造出字母等2D圖案，未來更將迭代更新，最終實現晶片級全方位立體3D列印。

該研究論文的資深作者，Jelena Notaros教授表示：「這套系統完全顛覆了我們對3D列印機的定義。它不再是實驗室工作台上製造物品的大盒子，而是能手持且便於攜帶的設備，期待它能帶來新的應用，並改變3D列印領域的未來。」

Notaros教授的跨領域研究團隊如今專注於矽光子學和光化學，結合了MIT及外部科學試驗的既有研究成果。該團隊早期在光子晶片製造上的努力，已成功開發出可放置在一枚25美分硬幣上的光子晶片，並使用了與本次專案相同的奈米天線陣列。他們透過傳統製造方法，在晶片上製作了一系列160奈米厚的光學天線，並透過改變進入天線陣列的光學訊號速度來精準導引光線的方向。

該專案團隊的下一步，是設計一款全新的客製化晶片，目標是將3D列印能力從目前的二維圖案，提升至立體物件，推出「一個能在樹脂槽中發射可見光全像投影、只需一步即可實現體積3D列印的晶片」