コインサイズの 3D プリンターはラピッドプロトタイピングに革命をもたらす可能性がある

3D プリンティングに対する私たちの考え方に革命をもたらす可能性のある画期的な進歩として、MIT とテキサス大学オースティン校のエンジニアが、手のひらにぴったり収まる完全に機能する 3D プリンターを開発しました。

Engineers from MIT and the University of Texas at Austin have created a fully functional 3D printer that fits right in your palm. The device is no larger than a coin and has the potential to bring rapid prototyping capabilities virtually anywhere.

MIT とテキサス大学オースティン校のエンジニアは、手のひらに収まる完全に機能する 3D プリンターを作成しました。このデバイスはコインほどの大きさで、事実上どこでもラピッド プロトタイピング機能を実現できる可能性があります。

Making this possible is an ingenious millimeter-scale photonic chip that can emit programmable light beams into a reservoir of light-curable resin. When the light hits the resin, it rapidly solidifies into a user-defined 3D shape.

これを可能にするのは、光硬化性樹脂のリザーバ内にプログラム可能な光ビームを放射できる、独創的なミリメートルスケールのフォトニックチップです。光が樹脂に当たると、樹脂は急速に固まり、ユーザーが定義した 3D 形状になります。

The MIT team's expertise in silicon photonics allowed them to create integrated optical phased arrays on the chip – essentially microscopic antennas that can steer light beams by modulating the speed of the optical signals running through them. This beam-steering capability is what enables the 3D printing magic.

MIT チームのシリコン フォトニクスに関する専門知識により、チップ上に統合型光フェーズド アレイ、つまり光ビームを通過する光信号の速度を変調することで光ビームを方向付けることができる微細なアンテナを作成することができました。このビームステアリング機能が 3D プリンティングの魔法を可能にします。

The antenna design also eliminates the need for motors to move the beam's focal point, resulting in a printer without moving parts that saves space. The device features 160 optical antennas, all fitting within a US quarter-sized footprint.

また、このアンテナ設計により、ビームの焦点を移動するためのモーターの必要性がなくなり、可動部品のないプリンターが実現し、スペースが節約されます。このデバイスには 160 個の光アンテナが搭載されており、すべて米国の 4 分の 1 サイズの設置面積内に収まります。

However, the visible light wavelengths required for this technology initially posed a challenge. Researchers at UT Austin addressed this by developing specialty resins optimized to cure under visible light exposure. This innovation was the missing link needed to make chip-based 3D printing viable.

ただし、この技術に必要な可視光の波長が当初は課題でした。 UT オースティン校の研究者は、可視光暴露下で硬化するように最適化された特殊樹脂を開発することでこの問題に対処しました。このイノベーションは、チップベースの 3D プリンティングを実現するために必要なミッシングリンクでした。

With their proof-of-concept complete, the researchers now have a larger vision: developing chips that can generate entire 3D holographic light patterns to rapidly print complex volumetric objects in one go. The potential applications are staggering – from emergency repairs by first responders to printing medical devices on-demand.

概念実証が完了したことで、研究者らは現在、より大きなビジョンを持っています。つまり、3D ホログラフィック ライト パターン全体を生成して、複雑な体積オブジェクトを一度に迅速に印刷できるチップを開発するというものです。可能性のある用途は、初期対応者による緊急修理からオンデマンドの医療機器の印刷まで、驚くほど多岐にわたります。

MIT Professor Jelena Notaros said the system is completely rethinking what a 3D printer is. "It is no longer a big box sitting on a bench in a lab creating objects, but something that is handheld and portable. It is exciting to think about the new applications that could come out of this and how the field of 3D printing could change."

MITのエレナ・ノタロス教授は、このシステムは3Dプリンターとは何かを完全に再考していると述べた。 「これはもはや、研究室のベンチに座ってオブジェクトを作成する大きな箱ではなく、手に持って持ち運びできるものです。ここから生まれる可能性のある新しいアプリケーションや、3D プリンティングの分野がどのように変化するかを考えるのは興奮しています」 。」

If this coin-sized 3D printing technology can be developed into a commercial product, it could decentralize and democratize on-demand fabrication like never before.

このコインサイズの 3D プリンティング技術が商品として開発できれば、これまでにないほどオンデマンド製造が分散化され民主化される可能性があります。

Further details about the research can be found in a paper published in the journal Nature.

研究の詳細は、Nature 誌に掲載された論文でご覧いただけます。