3D打印微机电系统的进展

微机电系统无论是在医学领域、测量领域、微流体领域还是物联网领域都可以用作微型传感设备或执行器，通常由硅制成。

微机电系统的典型示例有：

压力传感器

陀螺仪传感器

加速度计

喷墨头

研究人员指出，微机电系统的3D打印比较挑战，但是最近有很多发展，这些开发可能会受益于3D打印的最经典优势，例如更快的生产速度和更大的负担能力。

对于3D打印，常见的聚合物是丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）或聚乳酸（PLA），以及聚酰胺（尼龙）或聚碳酸酯。

研究人员表示：“尽管3D打印提供了更多的自由度，但处理3D打印的研究还不到1％集中在微机电系统上。”

这与3D打印在微机电系统生产中的可能优势形成对比。3D打印方法允许以所需的方式定制3D形状，从而在适当调整工艺参数时使结构更可靠。不过还需要解决分辨率范围有限、热收缩等问题。

有研究开发了可用于单片器官3D打印微流体设备的微机电系统通道。开始研究微流体和芯片实验室的3D打印，比较了制造微机电系统器件的各种技术。除了关于毒性的注意事项以及在生物相容性方面谨慎选择所需材料外，研究人员还讨论了以下技术：

光刻技术

两光子和多光子聚合

喷墨3D打印

金属增材制造工艺

混合技术

也可以使用各种不同的3D打印传感器和执行器，包括化学传感器、物理传感器、开关、振动执行器等。

对于航空和航天应用，研究人员探索了使用带有3D打印机翼骨架的微机电系统介电弹性体执行器的概念。仿真可以优化机翼，而使用电介质弹性体致动器，则是因为它具有更大的承受能力、较高的工作密度和较高的频率。

用于微卫星微推进器的3D打印零件，一般使用陶瓷聚合物复合材料。大约在20年前提出3D打印微机电系统的第一个想法之后，在结合这些技术方面已经取得了很大的进步。

研究人员总结说，特别是微流体系统，以及一些微机电系统传感器和执行器，如今均可以通过多种3D打印技术实现。

新的增材制造技术双光子聚合技术，可以制备尺寸小于1 µm的最小特征。这对于更成熟的3D打印技术来说，提供了如何减少最小特征尺寸的新思路，从而使3D打印越来越适合微机电系统制造。