MIT利用普通3D打印机制造出微电子机械系统 成本仅1%！

除了在传统制造业中逐渐开始发挥重要作用，3D打印技术在微观制造领域也开始斩头露角。近日，麻省理工学院（MIT）微系统技术实验室（MTL）的科学家们就开发出了一种方法，能够使用普通桌面级3D打印机制造出高质量的微电子机械系统（MEMS），而成本仅仅是当前市场同类产品的1%。

MTL的专长是研发小型设备，以及尺度更小的纳米机电系统。MEMS的组件尺寸通常在1-100微米之间。虽然在2014年的市场价值达到了120亿美元，不过这个产业在生产上还是遇到了障碍 — 要制造MEMS就需要先进的半导体制造设备，而它们的造价十分高昂，往往要数百万美元。因此，目前MEMS的产品市场上只有区区几种设备，比如用于智能手机屏幕的加速计。

不过MTL此次的研究成果却有望改变这种状况，这是因为：第一、这种使用普通桌面级3D打印机制造出来的MEMS气体传感器能够运行得与使用昂贵设备制造的同类产品一样好；第二、它表明，这种桌面级设备的核心组件是可以使用3D打印机制造的。

目前，研究者们已经能够通过消除制造过程中最昂贵的因素（高温和真空），以极低的成本制造出MEMS气体传感器的组件了。“我们正在使用的3D打印技术是基于低温和非真空环境的，”主研究员Luis Fernando Velásquez-García表示，“我们达到过的最高温度是60℃。在一块芯片中，你可能需要植入氧化物，而这要在1000℃下才能实现。在许多情况下，反应器需要高度真空的环境才能避免受到污染。另外，我们还大大提高了设备的制造速度 — 上面所说的组件从开始到完全制成只用了几个小时。”

据中国3D打印专业媒体平台南极熊了解，MTL的这种经济型气体传感器采用了氧化石墨烯材料。由于厚度非常小，这种结构与气体分子间的相互作用改变了后者的抗性，也就是说令它们变得更容易被检测到。“我们与几百美元的商用设备进行了对比，”Velásquez-García表示，“结果显示，我们的设备不但速度更快，而且更加精准。”

尽管在开发的最初阶段，研究者们使用了较为昂贵的常规电喷雾器，不过很快他们就发现，原来使用桌面级3D打印机就能制造出尺寸和性能都不逊于常规产品的发射器。此外，3D打印还为他们带来了一个好处，那就是能够随意制造具有特殊用途的定制化元件，而这令整个制造过程变得更有结构性。“开始设计的时候我们什么都不知道，但到了本周快结束的时候，我们已经迭代了近15次了，而且每一代都比前一代表现得更好。”

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via 3ders