歐洲科學(xué)家入侵XBOX開發(fā)納米級(jí)3D打印機(jī)
游戲機(jī)在大多數(shù)家長(zhǎng)眼中,只是一種“玩物喪志”的體現(xiàn)。殊不知,歐洲科學(xué)家卻開始利用XBOX 360游戲機(jī),用于開發(fā)醫(yī)療行業(yè)急需的納米級(jí)3D打印機(jī)。
該團(tuán)隊(duì)從Xbox 360控制臺(tái)中取出了一個(gè)光學(xué)拾取單元(OPU)組件,以取代傳統(tǒng)的立體光刻(SLA)光學(xué)系統(tǒng),從而大大簡(jiǎn)化了SLA 3D打印系統(tǒng)。由于OPU的價(jià)格不到5美元,研究人員的解決方案可能使這種設(shè)備的承受能力增加數(shù)千英鎊。
Xbox 360光學(xué)拾取單元進(jìn)行微型/納米級(jí)3D打印
入侵消費(fèi)電子產(chǎn)品和重新使用組件是一條有趣的途徑,可以利用現(xiàn)有技術(shù)更快地開發(fā)成本更低的研究設(shè)備。通過重新使用Xbox OPU,DTU小組希望降低更多研究人員訪問微米和納米級(jí)3D打印的門檻。
之后,團(tuán)隊(duì)集體開發(fā)了3D可打印套件用于自制系統(tǒng),這是工業(yè)3D打印世界中以前進(jìn)行硬件黑客攻擊的工具,可替代工業(yè)化學(xué)反應(yīng)器。該設(shè)備稱為藥劑師微實(shí)驗(yàn)室(Apothecary Microlab),能夠合成針對(duì)HIV,阿片類藥物過量和藥物流產(chǎn)等病癥的自制藥物。該組織還擁有Epipen和其他各種醫(yī)療設(shè)備的3D打印價(jià)格適中的版本。
開源3D打印受到RepRap項(xiàng)目等公司的擁護(hù),該項(xiàng)目于2018年慶祝成立10周年,它是使所有人都可以訪問技術(shù),軟件和流程的另一種方式,并且擁有與眾不同的精神。 DTU研究人員正在向其他人開放SLA 3D打印設(shè)備的承受能力。
用于通過光聚合進(jìn)行3D打印的高清數(shù)字多功能光盤(HD DVD)光學(xué)拾取單元(OPU)
OPU是從諸如藍(lán)光,高清DVD和CD的光學(xué)存儲(chǔ)光盤讀取和寫入數(shù)據(jù)的組件。Xbox OPU不僅提供光源,而且還提供緊湊尺寸的受衍射限制的光學(xué)元件,并且鑒于其高精度的測(cè)量和多波長(zhǎng)激光模式,研究人員認(rèn)為這將是傳統(tǒng)SLA光學(xué)系統(tǒng)的理想替代品。
該團(tuán)隊(duì)從Xbox 360提取了HD-DVD OPU,并基于倒置的SLA系統(tǒng)設(shè)計(jì)了自己的3D打印機(jī),將激光光斑指向上方。OPU會(huì)發(fā)射405納米激光,聚焦在光敏聚合物槽內(nèi),而嵌入式控制器則連接到定制的OPU驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,以調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度和波長(zhǎng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制XY軸和Z軸線性平臺(tái)的分辨率分別為312.5 nm和62.5 nm,因?yàn)榍度胧娇丶c計(jì)算機(jī)通信以實(shí)現(xiàn)打印過程。
傳統(tǒng)的SLA系統(tǒng)需要外部傳感器來進(jìn)行打印,基板平整并實(shí)現(xiàn)高精度打印,而DTU研究人員提出的OPU 3D打印系統(tǒng)直接使用嵌入式傳感器來確定納米級(jí)分辨率下焦點(diǎn)和基板表面之間的距離。傳感器還可以調(diào)節(jié)基材表面,OPU焦平面和傾斜臺(tái),而音圈電機(jī)則可以調(diào)節(jié)物鏡以測(cè)量光敏聚合物的厚度。
由于這些更改,DTU團(tuán)隊(duì)相信他們的OPU嵌入式傳感系統(tǒng)可用于顯著優(yōu)化并提高微米和納米級(jí)3D打印的產(chǎn)量。
以HD DVD光學(xué)拾波器(OPU)為核心光學(xué)模塊的3D打印機(jī)
“我們相信這項(xiàng)技術(shù)會(huì)影響健康技術(shù)的不同領(lǐng)域,” DTU副教授恩德·胡(En Te Hwu)說!伴_發(fā)我們自己的3D打印機(jī)的最初目標(biāo)是能夠?yàn)槲覀冏约旱幕谖⑷萜鞯乃幬镙斔烷_發(fā)以微米/納米分辨率打印立方厘米的體積。而且,我們?cè)谑袌?chǎng)上找不到能夠做到這一點(diǎn)的3D打印機(jī)系統(tǒng)。所以我們必須自己做。”
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