超越納米級的3D打印技術，可以產生全新的器械

南極熊導讀，“畢竟這一切，你才得到一臺比平時小四千倍的小型嬰兒車床�！薄�—理查德·費曼。幾十年來，人類一直在尋找，可以創(chuàng)造納米級器械的方法�，F(xiàn)在，隨著UpNano、Femtoprint和Atlant3D等公司的出現(xiàn)，我們離這些崇高而微小的目標越來越近了。

△由Femtoprint開發(fā)的，一種用于視網(wǎng)膜靜脈插管的3D打印工具（穿刺工具的SEM圖像）

微機電系統(tǒng)（MEMS），是一種具有機械和電子元件的微型機器。它的物理尺寸范圍從幾毫米到不到一微米，比人類頭發(fā)的寬度小很多倍。

南極熊獲悉，如壓力傳感器和加速度計，這些利用微電子學和機械制造集成的機電設備，每年可以創(chuàng)造，價值超過100億美元（約676億人民幣）的市場，這些小而便宜的工具可以持續(xù)降低制造成本。隨著進一步的納米級制造和光子學的不斷發(fā)展，這些微小的器械，將隨著它們變得更精確、更多和更小，可用性進而得到全面提升。

△視頻：理查德·費曼“微型器械”納米技術講座，又名“底部有很多空間”

微型3D打印的趨勢
然而，雖然Gray goo（全球災難性風險）的到來離我們還很遙遠，但介于這種潛在但威脅的存在，這也是微型3D打印的趨勢之一，節(jié)省資源。

目前，加工或3D打印這些微型器械仍是困難的，并且，需要時間來實現(xiàn)工業(yè)化。類似的正在進行的發(fā)展，如物聯(lián)網(wǎng)傳感器、芯片實驗室（LOC）、微流體等類似的持續(xù)發(fā)展將成為同行。芯片實驗室的成功可能會推動微加工，為原子層沉積工藝提供資金，或者為微加工本身帶來新的標準。

另一方面，更多的投資可能會導致更便宜的激光器，這可以使加工更容易，增加這些微型器械的體積，或者使它們的制造成本更低。與此同時，小型化是一個持續(xù)的過程，這促使更多的工程師，為他們的問題，尋找微米和納米尺寸的解決方案。

△聚焦電子束，用于將表面結合的金和碳分子轉化為氣相沉積，以構建精確的純金3D獨立結構。超銳利的特征，可以高效地產生自由電子振蕩，或稱為等離子體的準粒子

3D打印行業(yè)也應該更加關注微流體，以及更普遍的納米和微米尺度，所有這些3D打印技術都可以實現(xiàn)和使用，并將對我們的生活產生重大影響。

△Nanoscribe Photonic Professional GT納米級打印機

能否打印更大的微型器械
對于制造那些厘米和毫米的器械，同樣可以借助3D打印，因為，它可以快速按需制造復雜、成本更低、輕量級的組件，并且，這些組件可以通過3D打印特有的快速迭代優(yōu)勢，隨心所欲的對下一個版本進行修改。我們知道，在一定程度上，導電材料和電路，可以使用電子墨水和Optomec Aerosol Jet進行3D打印。該技術已經用于制造許多設備、傳感器和其他復雜的組件。

△通過帶有互鎖脊的角支架，將腳墊連接到組件上，以將腳墊鎖定到位

那么，為什么不制造批量制造更多的MEMS設備呢？因為，當有數(shù)百萬個樣本時，通過該技術，目前成本不會最低。但是，如果人們僅需要一種機電設備時，它或許不需要很小，而是小批量生產，這種情況3D打印非常有優(yōu)勢。

如果我們看看3D打印，在復雜組件中小批量生產機械和電子設備的能力，我們會發(fā)現(xiàn)，該技術不會立即對于智能手機的生產造成沖擊。然而，對于某些應用來說，3D打印，在短生產周期和小批量可能會有所作為。在某些情況下，該技術可以制造其他制造工藝，目前無法制造的傳感器、機器、技術和屬性。

對于一些問題和挑戰(zhàn)，通過合理利用3D打印，可以獲得一種全新的解決方案。該技術可以創(chuàng)建定制的器械，以長時間執(zhí)行非常小的任務或快速解決新問題。通過更便宜、更快地生產組件。通過3D打印技術，可以創(chuàng)造一種新的制造方式。例如，底部仍然預留有足夠的空間，但頂部也有足夠的空間等等。