【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

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