【創新科技】第一項3D列印的電子產品:揚聲器

■這項創舉顯示,3D列印可能很快便發展成熟,隨時製造完整的產品。

作者|Charles Q. Choi
編譯|廖容英

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3D列印揚聲器:阿布瓦.奇蘭 (Apoorva Kiran) 展示他的團隊製作的3D列印揚聲器 — 這項尖端製造技術製作的第一項消費電子裝置。

研究人員第一次使用3D列印製作消費電子裝置,成品是一台揚聲器,列印完成後隨即可用。裝置製作者為康乃爾大學 (Cornell University) 機器人學家霍德.利普森 (Hod Lipson) 與他的研究團隊。這項創舉顯示,3D列印可能很快便發展成熟,隨時製造完整的產品。

康乃爾大學機械工程師阿布瓦.奇蘭 (Apoorva Kiran) 接受 Txchnologist 雜誌訪談時表示:「這項專案最令人振奮的一點,是爲3D列印消費電子與主動式系統奠定了基礎。我們實驗室研發的3D印材適合尖端應用,不含危險物質,配方也很簡單,在家裡就可以改良。我們希望能夠開啟3D列印普及創新的時代。」

科技正在成熟

3D列印技術突飛猛進,根據藍圖製作物品,材料包括塑膠、陶瓷、金屬,以及糖、馬鈴薯泥、巧克力與活細胞等不尋常的材料。這類機器的原理與印表機相似,都是印上一層薄薄的材料,不過3D印表機是一層層疊上材料,製作三度空間的物體。越來越多研究人員使用業餘與工業用3D印表機,製作機器人或噴射引擎等複雜裝置的零件。揚聲器則較為簡單,包含塑膠、導體與磁性零件,康乃爾大學的研究人員製作的揚聲器包含了塑膠機殼、導線與磁鐵。

研究人員使用 Fab@Home 可自訂研究型印表機列印揚聲器,印表機的原型由利普森與同事艾文.馬龍(Evan Malone)研發。導線使用導電銀質印材,磁性零件使用黏性鍶鐵氧磁體 (strontium ferrite) 摻和物,塑膠機殼則使用3D印表機常用的射出塑膠。康乃爾大學電氣工程師羅伯特.麥葛迪 (Robert MacCurdy) 表示:「這些揚聲器列印起來很輕鬆。」展示時,研究人員將縮小版的揚聲器接上擴大纜線,播放歐巴馬總統2013年國情咨文演說提到3D列印的那一段。

麥葛迪說:「我們用消費規模的3D印表機做出東西,其他人也能輕鬆照著做,這是我們振奮的地方。」他解釋,Fab@Home的底盤摻雜了不同元素,其中有些來自目前已可購買的 MakerBot 3D 印表機。

未來的工作室與動力

研究團隊先前已經用3D印表機做過電子裝置,不過裝置使用的機會不多。他們做了一台摩斯電報機 ,這是山謬.摩斯(Samuel Morse)和阿爾弗雷德.凡爾(Alfred Vail)接收與錄製第一份摩斯電報的機器。展示機器時,研究人員接收了摩斯和凡爾在1844年首次發出的訊息:「神為他行了何等的大事。」(What hath God wrought.)

關於3D印表機未來製作的電子產品,麥葛迪認為可以從麥克風開始,因為製作揚聲器的材料也能製作麥克風。他說:「展示的時候一定很酷,可以把印好的揚聲器接上麥克風,然後播放錄好的東西。」他們已經計劃要列印更複雜、有趣的系統,麥葛迪說:「下一步是可以正常運作的電動馬達,交流或直流都可以,包含可動零件。這是做得到的,因為我們已經知道3D列印可以做出齒輪,有時候甚至可以做出整個齒輪總成。」奇蘭說:「我們希望幾年後可以展示3D列印的自我供電系統--具備可動零件的3D列印產品,以及3D列印的發電機組。」

研究人員提醒,民眾若想要在家裡自己列印電子產品,可能還需要一段時間,現今製作複雜產品的3D印表機效率並不好。

麥葛迪說:「想想看,如果像iPhone那樣精密的機器能用家裡的3D印表機做出來,感覺一定很妙,我們還無法想像。這種做法不像大量低成本生產那麼方便,但大家可以依照喜好彈性調整。」

3D列印的前景無可限量,奇蘭預測這項技術能夠製造太空任務的維修零件與計劃以外的裝置。

麥葛迪說:「希望大家可以複製我們的經驗做出東西。」

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研究出處:Loudspeaker Is First Complete 3D-Printed Consumer Electronic

譯者:廖容英 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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