MIT und UT Austin demonstrieren erste Chip-basierte 3D-Druckertechnologie

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Texas at Austin haben einen entscheidenden Schritt in Richtung tragbarer 3D-Drucker gemacht. In einer aktuellen Studie präsentierten sie den ersten Prototyp eines chip-basierten 3D-Druckers, der keine beweglichen Teile benötigt.

Das Kernstück des Konzepts ist ein millimetergroßer photonischer Chip, der steuerbare Lichtstrahlen in ein Behältnis mit lichtempfindlicher Flüssigharz emittiert. Durch Bestrahlung härtet das Material an den gewünschten Stellen aus und formt so die gewünschte dreidimensionale Struktur.

“Dieses System überdenkt komplett, was ein 3D-Drucker ist”, erklärt Hauptautorin Jelena Notaros vom MIT. “Es ist nicht mehr eine große Box im Labor, sondern ein handlicher, tragbarer Drucker. Das eröffnet spannende neue Anwendungsmöglichkeiten.”

Der Prototyp nutzt einen Chip mit 160 Nanometer dünnen optischen Antennen, die Licht in präzise steuerbaren Bahnen emittieren können. Ein speziell entwickeltes, lichtempfindliches Harz härtet innerhalb von Sekunden an den belichteten Stellen aus. Auf diese Weise gelang es den Forschern, zweidimensionale Muster wie die Buchstaben “MIT” zu drucken.

Langfristig streben die Wissenschaftler einen Chip an, der dreidimensionale Lichthologramme erzeugt, um Objekte in einem Schritt vollständig auszuhärten. Mögliche Anwendungen sehen sie in der Medizintechnik zur Herstellung individueller Komponenten sowie als Prototyping-Tool für Ingenieure.

“Eine solche Technologie wäre extrem vielseitig und überall einsetzbar”, betont Notaros. “Doch es gibt noch einige technische Hürden bei der Realisierung von volumetrischem 3D-Druck zu meistern.”

Mehr Details kann im Paper “Silicon-photonics-enabled chip-based 3D printer” nachlesen.