MIT研究人员开发出手提芯片式3D打印机，结合硅光子学和光化学技术，使用单一毫米级光子芯片在数秒内打印复杂立体对象。该设备没有任何活动零件，通过发射可重构的可见光全息图到树脂中创造固体形状。MIT光子学与电子研究小组的博士生Sabrina Corsetti及其合作者在Jelena Notaros教授领导下，首次展示芯片式3D打印系统概念验证。

该系统仅由单一毫米级光子芯片组成，没有任何活动部件，通过发射可重构的可见光全息图到简单的固定树脂池中实现非机械式3D打印。研究团队使用可见光束导向集成光学相位数组和可见光固化树脂，实验证明了基于立体光刻启发的概念验证版本，首次展示使用芯片式系统进行3D打印。

与传统3D打印机依赖大型复杂机械系统逐层添加材料不同，该创新技术解决了打印速度、分辨率、便携性、外形因素和材料复杂性的限制。研究人员指出，在手掌中使用单一光子芯片在数秒内创造立体对象，可能改变现代制造业，正如3D打印已经彻底改变现代社会几乎每个方面的创新方式。

研究团队也创造了微型“牵引光束”，使用光束捕获和操控生物粒子。该技术可帮助生物学家研究DNA或调查疾病机制，而不会污染组织样本。微型设备使用紧密聚焦的光束捕获和操控细胞，为集成光学镊子引入全新模式，显著扩展其实用性和与现有应用的兼容性，特别是生物实验。

技术核心是能够操控光线以达到精确结果的光子芯片。芯片能够向树脂发射可重构光模式，然后硬化成所需形状。该过程类似于传统立体光刻，但规模更小、更精细。没有活动零件不只可以简化设计，也增加设备的耐用性和可靠性。

研究人员预期芯片式3D打印技术将为下一代3D打印机提供小巧、便携和低成本的解决方案。该解决方案将提供更易于使用和快速的立体对象生成机制，影响军事、医疗、工程和消费者等广泛应用范畴。

技术的便携性和效率使其成为从创造定制化医疗植入物到个性化消费品等广泛应用的有吸引力选择。最常见的消费级3D打印方法是熔融沉积建模，这种新的芯片式方法提供了令人信服的替代方案，减少创造高分辨率打印所需的时间和资源。

芯片式打印机的灵活性和小巧尺寸意味着它可以在偏远或资源有限的环境中使用，在传统技术可能不实用的地方实现创新。随着技术成熟，预期将成为从医学到消费电子等行业的主要产品。

来源：Interesting Engineering