MIT利用普通3D打印機制造出微電子機械系統(tǒng) 成本僅1%！

除了在傳統(tǒng)制造業(yè)中逐漸開始發(fā)揮重要作用，3D打印技術(shù)在微觀制造領(lǐng)域也開始斬頭露角。近日，麻省理工學(xué)院（MIT）微系統(tǒng)技術(shù)實驗室（MTL）的科學(xué)家們就開發(fā)出了一種方法，能夠使用普通桌面級3D打印機制造出高質(zhì)量的微電子機械系統(tǒng)（MEMS），而成本僅僅是當(dāng)前市場同類產(chǎn)品的1%。

MTL的專長是研發(fā)小型設(shè)備，以及尺度更小的納米機電系統(tǒng)。MEMS的組件尺寸通常在1-100微米之間。雖然在2014年的市場價值達到了120億美元，不過這個產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)上還是遇到了障礙 — 要制造MEMS就需要先進的半導(dǎo)體制造設(shè)備，而它們的造價十分高昂，往往要數(shù)百萬美元。因此，目前MEMS的產(chǎn)品市場上只有區(qū)區(qū)幾種設(shè)備，比如用于智能手機屏幕的加速計。

不過MTL此次的研究成果卻有望改變這種狀況，這是因為：第一、這種使用普通桌面級3D打印機制造出來的MEMS氣體傳感器能夠運行得與使用昂貴設(shè)備制造的同類產(chǎn)品一樣好；第二、它表明，這種桌面級設(shè)備的核心組件是可以使用3D打印機制造的。

目前，研究者們已經(jīng)能夠通過消除制造過程中最昂貴的因素（高溫和真空），以極低的成本制造出MEMS氣體傳感器的組件了�！拔覀冋�在使用的3D打印技術(shù)是基于低溫和非真空環(huán)境的，”主研究員Luis Fernando Velásquez-García表示，“我們達到過的最高溫度是60℃。在一塊芯片中，你可能需要植入氧化物，而這要在1000℃下才能實現(xiàn)。在許多情況下，反應(yīng)器需要高度真空的環(huán)境才能避免受到污染。另外，我們還大大提高了設(shè)備的制造速度 — 上面所說的組件從開始到完全制成只用了幾個小時�！�

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，MTL的這種經(jīng)濟型氣體傳感器采用了氧化石墨烯材料。由于厚度非常小，這種結(jié)構(gòu)與氣體分子間的相互作用改變了后者的抗性，也就是說令它們變得更容易被檢測到。“我們與幾百美元的商用設(shè)備進行了對比，”Velásquez-García表示，“結(jié)果顯示，我們的設(shè)備不但速度更快，而且更加精準(zhǔn)。”

盡管在開發(fā)的最初階段，研究者們使用了較為昂貴的常規(guī)電噴霧器，不過很快他們就發(fā)現(xiàn)，原來使用桌面級3D打印機就能制造出尺寸和性能都不遜于常規(guī)產(chǎn)品的發(fā)射器。此外，3D打印還為他們帶來了一個好處，那就是能夠隨意制造具有特殊用途的定制化元件，而這令整個制造過程變得更有結(jié)構(gòu)性�！伴_始設(shè)計的時候我們什么都不知道，但到了本周快結(jié)束的時候，我們已經(jīng)迭代了近15次了，而且每一代都比前一代表現(xiàn)得更好。”

延伸閱讀：  
《MIT開發(fā)出用DNA做材料的納米級3D打印技術(shù)》
《MIT全新“偏振3D”把掃描儀精度提高1000倍》

via 3ders