Miniatur-3D-Drucker mit photonischem Chip ermöglicht präzise Herstellung von Bauteilen

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Texas haben ein neues 3D-Druckprojekt entwickelt, bei dem ein spezieller Chip eingesetzt wird, um Photonen zu erzeugen. Dieser Chip ermöglicht die gezielte Aushärtung von Harz an der beleuchteten Stelle und somit die Herstellung von Bauteilen. Besonders bemerkenswert ist die winzige Größe dieses 3D-Druckers, der keine beweglichen mechanischen Komponenten enthält.

Der Drucker besteht aus einem Halbleiter-Chip, der speziell entwickelt wurde, um Lichtteilchen abzugeben. Diese Photonen treffen auf ein Harz, das durch die Beleuchtung an der entsprechenden Stelle aushärtet. Um die gewünschte Form des Bauteils zu erreichen, wird der Lichtstrahl mithilfe von winzigen optischen Verteilern in verschiedene Richtungen gelenkt. Die Kombination aus Silizium-Photonik und Photochemie ermöglicht es den Wissenschaftlern, einen Chip herzustellen, der Lichtstrahlen gezielt lenken kann und somit die dreidimensionale Herstellung beliebiger Objekte ermöglicht. Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden.

Die Forscher haben eine langfristige Vision, bei der ein photonischer Chip am Boden eines Behälters mit Harz platziert wird. Dieser Chip sendet ein 3D-Hologramm aus sichtbarem Licht aus, das das gesamte Bauteil in einem einzigen Schritt aushärtet. Ein tragbarer 3D-Drucker wie dieser könnte in zahlreichen Anwendungsbereichen Verwendung finden, beispielsweise bei der Produktion individueller Komponenten für medizinische Geräte oder beim schnellen Prototyping auf Baustellen.

Die MIT-Wissenschaftlerin Jelena Notaros betont, dass es sich hier um eine vollständig neue Version des 3D-Druckers handelt. Statt eines großen Kastens auf einem Labortisch handelt es sich nun um ein Gerät, das in der Hand gehalten und transportiert werden kann. Die Notaros-Gruppe, eine renommierte Fachgruppe im Bereich der Silizium-Photonik, hat bereits integrierte optische Phased-Array-Systeme entwickelt, die in der Lage sind, Lichtstrahlen mithilfe von winzigen Antennen präzise zu steuern. Diese Elemente werden mit den gleichen Techniken wie bei Mikroprozessoren und Speicherchips hergestellt. Durch Beschleunigung oder Verzögerung des optischen Signals auf beiden Seiten der Antennengruppe kann der Lichtstrahl gezielt in eine bestimmte Richtung gelenkt werden. Dieses Prinzip könnte auch zur Realisierung eines 3D-Druckers angewendet werden.

Das 3D-Druckprojekt des MIT und der University of Texas stellt einen bedeutenden Schritt in der Entwicklung dieser Technologie dar. Die Möglichkeit, 3D-Drucker in handlicher Größe und mit hoher Präzision herzustellen, eröffnet zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen. Es bleibt abzuwarten, wie sich diese Technologie weiterentwickeln wird und welche Innovationen sie in Zukunft ermöglichen wird.

Schlagwörter: MIT + Texas + Harz

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