超越纳米级的3D打印技术，可以产生全新的器械

南极熊导读，“毕竟这一切，你才得到一台比平时小四千倍的小型婴儿车床。”——理查德·费曼。几十年来，人类一直在寻找，可以创造纳米级器械的方法。现在，随着UpNano、Femtoprint和Atlant3D等公司的出现，我们离这些崇高而微小的目标越来越近了。

△由Femtoprint开发的，一种用于视网膜静脉插管的3D打印工具（穿刺工具的SEM图像）

微机电系统（MEMS），是一种具有机械和电子元件的微型机器。它的物理尺寸范围从几毫米到不到一微米，比人类头发的宽度小很多倍。

南极熊获悉，如压力传感器和加速度计，这些利用微电子学和机械制造集成的机电设备，每年可以创造，价值超过100亿美元（约676亿人民币）的市场，这些小而便宜的工具可以持续降低制造成本。随着进一步的纳米级制造和光子学的不断发展，这些微小的器械，将随着它们变得更精确、更多和更小，可用性进而得到全面提升。

△视频：理查德·费曼“微型器械”纳米技术讲座，又名“底部有很多空间”

微型3D打印的趋势
然而，虽然Gray goo（全球灾难性风险）的到来离我们还很遥远，但介于这种潜在但威胁的存在，这也是微型3D打印的趋势之一，节省资源。

目前，加工或3D打印这些微型器械仍是困难的，并且，需要时间来实现工业化。类似的正在进行的发展，如物联网传感器、芯片实验室（LOC）、微流体等类似的持续发展将成为同行。芯片实验室的成功可能会推动微加工，为原子层沉积工艺提供资金，或者为微加工本身带来新的标准。

另一方面，更多的投资可能会导致更便宜的激光器，这可以使加工更容易，增加这些微型器械的体积，或者使它们的制造成本更低。与此同时，小型化是一个持续的过程，这促使更多的工程师，为他们的问题，寻找微米和纳米尺寸的解决方案。

△聚焦电子束，用于将表面结合的金和碳分子转化为气相沉积，以构建精确的纯金3D独立结构。超锐利的特征，可以高效地产生自由电子振荡，或称为等离子体的准粒子

3D打印行业也应该更加关注微流体，以及更普遍的纳米和微米尺度，所有这些3D打印技术都可以实现和使用，并将对我们的生活产生重大影响。

△Nanoscribe Photonic Professional GT纳米级打印机

能否打印更大的微型器械
对于制造那些厘米和毫米的器械，同样可以借助3D打印，因为，它可以快速按需制造复杂、成本更低、轻量级的组件，并且，这些组件可以通过3D打印特有的快速迭代优势，随心所欲的对下一个版本进行修改。我们知道，在一定程度上，导电材料和电路，可以使用电子墨水和Optomec Aerosol Jet进行3D打印。该技术已经用于制造许多设备、传感器和其他复杂的组件。

△通过带有互锁脊的角支架，将脚垫连接到组件上，以将脚垫锁定到位

那么，为什么不制造批量制造更多的MEMS设备呢？因为，当有数百万个样本时，通过该技术，目前成本不会最低。但是，如果人们仅需要一种机电设备时，它或许不需要很小，而是小批量生产，这种情况3D打印非常有优势。

如果我们看看3D打印，在复杂组件中小批量生产机械和电子设备的能力，我们会发现，该技术不会立即对于智能手机的生产造成冲击。然而，对于某些应用来说，3D打印，在短生产周期和小批量可能会有所作为。在某些情况下，该技术可以制造其他制造工艺，目前无法制造的传感器、机器、技术和属性。

对于一些问题和挑战，通过合理利用3D打印，可以获得一种全新的解决方案。该技术可以创建定制的器械，以长时间执行非常小的任务或快速解决新问题。通过更便宜、更快地生产组件。通过3D打印技术，可以创造一种新的制造方式。例如，底部仍然预留有足够的空间，但顶部也有足够的空间等等。