超越納米級的3D打印，見證全新機器的誕生

導讀：幾十年來，人類一直在尋找我們可以創(chuàng)造納米級機器的方法�，F在，隨著UpNano、Femtoprint和Atlant3D等公司的出現，我們已經非常接近這些微小卻又崇高的目標了。

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

微型3D打印的趨勢

然而，現在加工或3D打印這些微型設備仍然很困難，我們需要時間來實現工業(yè)化。類似的情況在其他領域也有出現，如物聯網傳感器、芯片實驗室、微流控技術等。芯片實驗室的成功可能會推動微機械加工，為原子層沉積工藝提供資金，或為微機械加工本身帶來新標準。更多的投資可能導致更便宜的激光器，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，我們現在的生活仍處于費曼（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器�！薄�—理查德·費曼

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

3D打印行業(yè)也應該更多關注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都可以實現和使用，并將對我們的生活產生重大影響。然而，在我們現有的技術范圍內，我們可以考慮另一種可能的發(fā)展。

△NanoscribePhotonic Professional GT納米打印機

3D打印更大的微型機器

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

△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設備呢？當有數以百萬計的樣品時，它們就不會那么小或便宜。然而，如果你需要的機械設備不一定那么小，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。

南極熊認為，如果我們看一下增材制造在小批量生產復雜裝配的機械和電子設備上所展現的能力，我們會發(fā)現3D打印技術還有許多的未知應用沒有被發(fā)掘。增材制造不會在你的下一個智能手機中爭得一席之地。然而，對于某些應用來說，3D打印技術理想的短流程生產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、機器、技術和性能。對于一些問題和挑戰(zhàn)，集成機器可以通過3D打印，以一種全新的方式解決問題。增材制造可以創(chuàng)建定制的機器，以長期執(zhí)行非常小的任務或快速解決一個新的問題。通過更便宜和更快地生產組件，增材制造可以成為一種新的制造模式潮流。