南加州大学研究人员实现3D打印芯片实验室突破

南加州大学研究人员实现3D打印芯片实验室突破

　　南加州大学研究人员实现3D打印芯片实验室突破

国民技术芯片,学芯片技术难吗,芯片熔丝技术　　在过去的几年里，3D打印行业显然经历了剧烈的演变。然而，我们仍然有充分的理由相信，在自动化技术取得额外的、同样重要的进展之前，无论是技术还是行业都不会开始发挥全部潜力。最能证明这一点的一个例子就是从硬件到软件的战略重心的转移，一些行业最重要的公司目前正在做这一点。更多更好的自动化是改进用于操作3D打印机的软件平台的主要潜在目标。

　　国民技术芯片,学芯片技术难吗,芯片熔丝技术物体的大小可能是决定优先级的关键因素，即自动化3D打印该对象所涉及的过程。与传统制造一样，这仅仅是因为生产最昂贵和最耗时的产品往往是那些非常大或非常小的产品。3D打印在总体上和特别是在自动化方面可能固有地比传统制造具有优势的一个领域是3D纳米打印。

　　在微流体领域——特别是涉及到任何被称为“芯片实验室”(LOC)的对象——制造最终产品需要一定的精度，这应该使3D打印成为理想的解决方案。然而，至少在还原聚合方面，这种技术的低成本版本在这一点上还不够精确，无法制造微流控医疗测试设备所需的10微米级别的液体树脂层。然而，最近发表在《自然通讯》杂志上的一篇文章记录了这个问题的一个潜在解决方案，该方案是由南加州大学维特比工程学院的一个研究团队开发的。

　　LOC设备依赖于内部通道的微小网络，专为它们收集流过的微量液体而设计。在生产过程中，当周围表面硬化成固体时，中心——内部通道——需要保持液态，以便在后处理阶段可以冲洗并留空。对这些设备使用大桶聚合的主要问题是用于打印它们的树脂通常是透明的，因为这些设备及其内容物（血液或其他一些人体体液）通常需要通过显微镜观察。虽然一些不透明树脂可以保持这种规模的液体，但用于 LOC 的透明液体允许更多的光通过，导致通道比所需的通道更窄，如果使用会堵塞。

　　由航空航天与机械工程和工业与系统工程教授陈勇领导的南加州大学研究团队开发的解决方案，在其简单性方面独具匠心。在层必须保持液态的打印过程阶段，辅助平台移动以暂时阻止光固化通道。陈教授表示，标准的市售大桶聚合3D打印机最多只能以100微米的精度打印，但精度很差。

　　陈教授说，他的团队开发的解决方案允许他们在10微米范围内打印最终产品，“……我们可以非常精确地控制它，误差在正负一微米。这是以前从未做过的事情，所以这是小通道3D打印的一个突破。”陈教授表示，该团队目前正在为 Nature Communications 上所写的方法申请专利，此外还在寻找合作伙伴将该技术商业化。

　　如果这项技术能够实现LOC的自动3D打印，那么很容易想象，它所创造的市场几乎肯定会导致开发为该流程设计的整个端到端平台。不过，USC 团队的解决方案最值得注意的是，它不是通过开发全新的3D打印机创建的，而是通过对许多不同打印机进行轻微修改而创建的。从这个意义上说，它说明了自动化3D打印过程的潜力——因此，整个当代工业过程——将被越来越多的用户采用该技术。