1
00:00:00,949 --> 00:00:03,183
저는 오늘 밤 이곳에서,
아주 흥분감에 들떠 있습니다.

2
00:00:03,183 --> 00:00:07,122
우리가 지난 2년동안 준비한 것을
여러분과 공유하게 때문입니다.

3
00:00:07,122 --> 00:00:12,206
3D 프린팅이라고도 알려져 있는
적층식 생산법 분야의 이야기입니다.

4
00:00:12,206 --> 00:00:14,421
여러분, 이 물체가 보이시죠?

5
00:00:14,421 --> 00:00:18,559
이것은 상당히 단순해 보이지만,
동시에 매우 복잡한 것입니다.

6
00:00:18,559 --> 00:00:21,800
이는 삼각형 형태의 측지적인
구조물들이 각각 서로 연결되어

7
00:00:21,800 --> 00:00:24,795
중앙 집중적으로 연결된 형태입니다.

8
00:00:24,795 --> 00:00:31,387
그런 맥락에서, 그것은 전통적 
제조기법으로는 제조가 불가능합니다.

9
00:00:31,387 --> 00:00:35,290
이것은 주물로 찍어낼 수 없을 정도의
대칭 구조를 가지고 있습니다.

10
00:00:35,290 --> 00:00:39,479
그것은 갈아서 만들 수도 없습니다.

11
00:00:39,479 --> 00:00:42,117
이렇게 하는 것이 
3D 프린터의 작업이죠.

12
00:00:42,117 --> 00:00:45,791
하지만 대부분 3D 프린터들은 이것을
합성하는 데 3 -10시간이 걸립니다.

13
00:00:45,791 --> 00:00:50,447
그래서 우리가 오늘 밤 
이 무대에서 합성해 보겠습니다.

14
00:00:50,447 --> 00:00:52,563
제가 10 분동안 
강연하는 사이에 말이죠.

15
00:00:52,563 --> 00:00:56,360
우리에게 행운을 빌어 주세요.

16
00:00:56,360 --> 00:00:59,624
사실 3D 프린팅은
잘못 지어진 이름입니다.

17
00:00:59,624 --> 00:01:03,939
이것은 2D 프린팅을 계속해서
반복하는 것입니다.

18
00:01:03,939 --> 00:01:08,451
사실 2D 프린팅과 관련된 기술을
사용하는 것이지요.

19
00:01:08,451 --> 00:01:13,880
글자를 찍기 위해서 잉크를 내려놓는
잉크젯 프린터를 생각해보세요.

20
00:01:13,880 --> 00:01:18,346
그 다음에 삼차원 물체처럼 쌓여지도록
그것을 계속 반복하는 것입니다.

21
00:01:18,346 --> 00:01:20,417
초소형 전자공학에서, 사람들은

22
00:01:20,417 --> 00:01:22,737
석판인쇄라고 불리우는 것도
같은 종류의 일을 합니다.

23
00:01:22,737 --> 00:01:27,005
트랜지스터와 직접회로를 만들어서
몇 차례 구조물을 쌓아 올려갑니다.

24
00:01:27,005 --> 00:01:30,109
이것들은 모두 2D 프린팅 기술입니다.

25
00:01:30,109 --> 00:01:33,987
자, 저는 화학자이고
재료 과학자이기도 합니다.

26
00:01:33,987 --> 00:01:36,601
그리고 제 동료 발명가들도
재료 과학자들인데,

27
00:01:36,601 --> 00:01:39,010
한 사람은 화학자이고,
다른 한 사람은 물리학자입니다.

28
00:01:39,010 --> 00:01:41,936
우리는 3D 프린팅에 관심을
갖기 시작했습니다.

29
00:01:41,936 --> 00:01:45,551
그리고 여러분들도 알다시피
새로운 아이디어들은

30
00:01:45,551 --> 00:01:51,274
다른 사회에서 다른 경험을 한 사람들의
단순한 결합에서 자주 일어납니다.

31
00:01:51,274 --> 00:01:54,510
그리고 그것이 우리의 이야기 입니다.

32
00:01:54,510 --> 00:02:00,902
우리는 터미네이터2 의 T-1000이
나오는 장면에서 영감을 받았습니다.

33
00:02:00,902 --> 00:02:06,446
우리는, 왜 3D 프린터를 이런 식으로
작동시킬 수 없었지? 라고 생각했죠.

34
00:02:06,446 --> 00:02:11,072
액체 웅덩이에서 물체가
솟아 오르게 하여,

35
00:02:11,072 --> 00:02:17,751
본질적으로 실시간에, 낭비도 전혀 없이
굉장한 물건을 만드는 그런 방식으로요.

36
00:02:17,751 --> 00:02:22,948
마치 정말 영화처럼 말이죠.
우리가 헐리우드 영화에 영감을 받아

37
00:02:22,948 --> 00:02:26,384
정말 이렇게 작동하는
방법을 찾아낼 수 있을까?

38
00:02:26,384 --> 00:02:28,450
그것이 우리의 도전이었죠.

39
00:02:28,450 --> 00:02:31,817
그리고 우리의 접근 방법은,
우리가 이렇게 할 수 있다면,

40
00:02:31,817 --> 00:02:35,951
근본적으로 3D 프린팅이
제조공정이 되는 것을 억제하는

41
00:02:35,951 --> 00:02:38,086
세가지 문제점을 처리할 수
있을 거라는 점이었습니다.

42
00:02:38,086 --> 00:02:40,617
첫째는 3D 프린팅이
너무 오래 걸린다는 점입니다.

43
00:02:40,617 --> 00:02:45,390
3D 프린팅이 되는 물건의 일부보다 더
빠르게 자라는 버섯이 있을 정도니까요.

44
00:02:45,390 --> 00:02:46,743
(웃음)

45
00:02:46,743 --> 00:02:52,327
층층이 쌓아 올리는 과정은
기계적 특성의 결함으로 이어집니다.

46
00:02:52,327 --> 00:02:56,266
만약 우리가 계속 성장한다면,
이런 결함도 없앨 수 있습니다.

47
00:02:56,266 --> 00:03:03,338
사실, 우리가 정말 빠르게 발전한다면,
스스로 복구되는 물질을 사용할 수 있고,

48
00:03:03,338 --> 00:03:06,042
우리는 굉장한 특성들을 갖게 될 것입니다.

49
00:03:06,042 --> 00:03:10,111
만약 우리가 헐리우드 영화를 흉내내서
이렇게 해낼 수 있다면,

50
00:03:10,111 --> 00:03:14,712
우리는 제대로 된 
3D 공정을 볼 수 있을 것입니다.

51
00:03:14,712 --> 00:03:20,553
우리의 접근방법은 고분자 화학의 
기본적 지식을 사용하는 것이었죠.

52
00:03:20,553 --> 00:03:27,152
빛과 산소를 함께 이용하여
물건이 계속 자라도록 했습니다.

53
00:03:27,152 --> 00:03:30,099
빛과 산소는 다른 방식으로 작용합니다.

54
00:03:30,099 --> 00:03:33,141
빛은 레진을 취해서
고체로 만들 수 있습니다.

55
00:03:33,141 --> 00:03:35,295
액체를 고체로 만들 수 있는 거죠.

56
00:03:35,295 --> 00:03:38,829
산소는 그 과정을 억제합니다.

57
00:03:38,829 --> 00:03:44,600
그래서, 화학적인 관점에서 보면,
빛과 산소는 서로 상극인 셈입니다.

58
00:03:44,600 --> 00:03:48,001
만약 우리가 빛과 산소의 공간을
제어할 수 있다면,

59
00:03:48,001 --> 00:03:50,308
우리는 이 과정을 제어할 수 있습니다.

60
00:03:50,308 --> 00:03:53,739
우리는 이것을 클립이라고 부릅니다.
[CLIP: 연속된 액체 환경 생산]

61
00:03:53,739 --> 00:03:56,465
클립은 세 가지의
기능적 구성 요소를 갖고 있습니다.

62
00:03:56,465 --> 00:04:02,196
마치 T-1000처럼 먼저 액체
웅덩이를 담을 용기가 있는 것이죠.

63
00:04:02,205 --> 00:04:06,121
용기 바닥에는 특별한 창이 있습니다.
이것은 나중에 다시 말씀 드리죠.

64
00:04:06,121 --> 00:04:09,892
또한, 액체 웅덩이 속으로
들어가게 될 판이 있습니다.

65
00:04:09,892 --> 00:04:12,481
이것이 액체에서
물건을 뽑아낼 것입니다.

66
00:04:12,481 --> 00:04:16,285
세번째 요소는 디지털 방식의
빛 주사 시스템인데,

67
00:04:16,285 --> 00:04:22,055
용기 아래에서 자외선 영역의
빛을 비추게 됩니다.

68
00:04:22,055 --> 00:04:25,271
이제, 중요한 기능을 하는 
용기 바닥의 창인데,

69
00:04:25,271 --> 00:04:28,150
이것은 합성된 물질입니다.
아주 특별한 창이지요.

70
00:04:28,150 --> 00:04:31,796
이것은 빛을 투과시킬 뿐 아니라
산소도 투과시킵니다.

71
00:04:31,796 --> 00:04:35,445
마치 컨택트 렌즈와 같은
특징을 가지고 있습니다.

72
00:04:35,445 --> 00:04:37,716
그래서 우리는 그 과정이 
어떻게 되는지 볼 수 있습니다.

73
00:04:37,716 --> 00:04:40,780
한 단계를 낮춰서 보면
여러분은 아실 수 있을 것입니다.

74
00:04:40,780 --> 00:04:45,309
산소가 투과되지 않는 창을 가진
전통적인 방식에서는

75
00:04:45,309 --> 00:04:51,388
2차원 모양을 만들고, 그것을
전통적인 창에 붙이게 됩니다.

76
00:04:51,388 --> 00:04:54,922
그 다음에, 레이어를 만들기 위해서는
그것을 분리해야 합니다.

77
00:04:54,922 --> 00:05:01,421
새 레진을 만들고, 다시 위치를 잡고,
이 과정을 계속 반복하는 것입니다.

78
00:05:01,421 --> 00:05:04,497
하지만, 우리가 만든 특별한 창으로
우리가 할 수 있는 것은,

79
00:05:04,497 --> 00:05:08,826
바닥에서 산소가 나올 때
빛이 그 산소에 닿게 되면

80
00:05:08,826 --> 00:05:14,576
그 산소가 반작용을 억제시키고
사각지대가 만들어지는 것입니다.

81
00:05:14,576 --> 00:05:18,749
이 사각지대는 
수십 미크론 이상의 두께로

82
00:05:18,749 --> 00:05:22,096
두 세개의 혈액 세포의
직경의 길이 정도가 됩니다.

83
00:05:22,096 --> 00:05:26,547
창 환경에서 그 부분은 액체로 남고,
우리는 이 물체를 들어올려서,

84
00:05:26,547 --> 00:05:29,259
우리가 한 과학 잡지에서 거론한 것처럼

85
00:05:29,259 --> 00:05:33,682
우리가 산소 성분을 바꾸면,
사각 지대의 두께를 바꿀 수 있습니다.

86
00:05:33,682 --> 00:05:36,034
그러면, 우리는 통제할 수 있는
주요 변수들을 많이 갖게 되는데,

87
00:05:36,034 --> 00:05:40,439
산소 성분, 빛, 빛의 강도, 투여량,

88
00:05:40,439 --> 00:05:42,401
점성, 기하학 같은 것들입니다.

89
00:05:42,401 --> 00:05:46,697
그리고 우리는 이 과정을 제어할
굉장히 복잡한 프로그램을 사용합니다.

90
00:05:46,697 --> 00:05:49,460
이 결과는 매우 충격적입니다.

91
00:05:49,460 --> 00:05:56,206
전통적인 3D 프린터보다 25-100배
빠르고, 그건 획기적인 변화입니다.

92
00:05:56,206 --> 00:06:00,506
더우기, 그 환경에 액체를
전달하는 우리의 능력이 발전하면,

93
00:06:00,506 --> 00:06:04,246
제가 믿기로는, 우리는 1000배가
더 빠르게 생산할 수 있습니다.

94
00:06:04,246 --> 00:06:07,803
사실, 그것은 많은 열을 
만들어 낼 가능성을 일으킵니다.

95
00:06:07,803 --> 00:06:11,576
화학 공학자로서, 저는 열전도 현상에
대해 상당히 흥분하고 있는데요,

96
00:06:11,576 --> 00:06:15,885
우리가 수냉식 3D프린터를 소유하게
되리라는 아이디어 말이죠.

97
00:06:15,885 --> 00:06:18,267
프린터들이 아주 빨라질 테니까요.

98
00:06:18,267 --> 00:06:22,500
더우기, 우리가 물건을 기르므로
쌓는 층을 제거합니다.

99
00:06:22,500 --> 00:06:26,254
이 부품들은 이음새가 없고, 
표면 구조가 보이지 않습니다.

100
00:06:26,254 --> 00:06:29,057
분자적으로 부드러운 표면을
갖고 있으니까요.

101
00:06:29,057 --> 00:06:33,297
3D 프린터에서 만들어진
물건들의 기계적인 특성은

102
00:06:33,297 --> 00:06:41,163
겹층 구조때문에 프린트하는 방향에 따라
특성이 다른 것으로 악명이 높죠.

103
00:06:41,163 --> 00:06:43,699
하지만 이같은 물건을 길러낸다면,

104
00:06:43,699 --> 00:06:47,368
프린트의 방향에 따라
특성이 달라지지 않습니다.

105
00:06:47,368 --> 00:06:53,737
이것들은 주물 생산 물건처럼 보이는데,
전통적인 3D 공정과는 매우 다르지요.

106
00:06:53,737 --> 00:07:00,849
더우기, 우리는 고분자 화학 교과서의
내용을 여기에 적용할 수 있습니다.

107
00:07:00,849 --> 00:07:04,586
화학물질을 설계해 특징을 다양하게 하여

108
00:07:04,586 --> 00:07:07,578
여러분이 정말 원하는 3D 프린팅
물건을 만들 수 있는 것입니다.

109
00:07:07,578 --> 00:07:09,205
(박수)

110
00:07:09,205 --> 00:07:12,222
완성되었군요. 멋집니다.

111
00:07:12,222 --> 00:07:14,189
(박수)

112
00:07:14,189 --> 00:07:18,217
무대에서 이런 게 작동하지 않을 수도
있는 위험을 감수해야 해요, 그렇죠?

113
00:07:18,217 --> 00:07:21,056
이제 우리는 대단한 기계적 특성을
가진 물건들을 만들 수 있습니다.

114
00:07:21,056 --> 00:07:23,494
먼저, 합성 고무를 만들 수 있는데요,

115
00:07:23,494 --> 00:07:25,955
아주 유연하거나 축축한 성질을
갖게 할 수 있습니다.

116
00:07:25,955 --> 00:07:29,368
예를 들어, 진동 제어법이나
멋진 단화를 생각해보세요.

117
00:07:29,368 --> 00:07:32,828
우리는 믿을 수 없을 정도의
고강도 물체를 만들 수 있습니다.

118
00:07:32,828 --> 00:07:36,404
중량대 강도비가 매우 높은
물건을 만들 수 있어요.

119
00:07:36,404 --> 00:07:41,237
멋진 합성 고무를 만들 수도 있죠.
저쪽 청중에게 던져 드리죠.

120
00:07:41,242 --> 00:07:43,878
정말 멋진 물리적 특성들입니다.

121
00:07:43,878 --> 00:07:50,763
기회는, 만약 여러분이 실제로
최종 상품의 특성의 물건을 만들어

122
00:07:50,763 --> 00:07:56,763
여러분이 획기적인 속도로 할 수 있으면
제조 공정을 정말로 혁신시키는 것이죠.

123
00:07:56,763 --> 00:07:59,716
현재 제조 공정에서 생기는 일은,

124
00:07:59,716 --> 00:08:02,678
보통 디지털 실이라고 불리우는
디지털 제조 공정입니다.

125
00:08:02,678 --> 00:08:07,717
캐드로 그린 디자인에서 생산을 위한
원형 제작을 하는 것입니다.

126
00:08:07,717 --> 00:08:10,440
디지털 실은 원형 제작에
자주 실패 하게 되는데,

127
00:08:10,440 --> 00:08:12,872
이것은 모든 제조 공정을
제대로 거칠 수 없고,

128
00:08:12,872 --> 00:08:16,587
대부분의 물건이 최종 제품의 특성을
가지고 있지 않기 때문입니다.

129
00:08:16,587 --> 00:08:23,228
이제는 디지털 실을 디자인, 원형생산,
제조 공정까지 전부 연결할 수 있어요.

130
00:08:23,228 --> 00:08:26,176
이것은 모든 물건의 생산에
이용될 수 있는데,

131
00:08:26,176 --> 00:08:28,779
개선된 연료 절감형 자동차부터

132
00:08:28,779 --> 00:08:33,240
높은 중량대 강도비를 갖도록
멋진 격자 형태의 부속을 사용하고

133
00:08:33,240 --> 00:08:37,468
새로운 터빈 블레이드를 만들어,
모든 굉장한 것들을 만들 수 있어요.

134
00:08:37,468 --> 00:08:42,623
응급 상황에서 대체 혈관인 스텐트가
필요하다고 생각해보세요.

135
00:08:42,623 --> 00:08:48,802
의사가 표준 사이즈의 스텐트를
선반에서 꺼내는 대신

136
00:08:48,802 --> 00:08:54,528
여러분 해부구조에 꼭 맞게 설계된
스텐트를 여러분 혈관에 사용하는 거죠.

137
00:08:54,528 --> 00:08:58,038
18개월 후에 사라지게 되는
그런 특징을 가진 스텐트를

138
00:08:58,038 --> 00:09:02,607
응급 상황에서 실시간으로 만드는 것.
이것은 정말 획기적인 변화입니다.

139
00:09:02,607 --> 00:09:05,633
아니면 디지털 치과도 있습니다.
이런 구조들을 만들 수 있어요.

140
00:09:05,633 --> 00:09:08,814
심지어 여러분이 치과 의자에
앉아 있는 사이에 말입니다.

141
00:09:08,814 --> 00:09:13,520
노스 캐롤라이나 대학의 제 학생들이
만드는 이 구조물들을 보세요.

142
00:09:13,520 --> 00:09:16,313
이것들은 굉장한 미크로 단위의
작은 구조물들입니다.

143
00:09:16,313 --> 00:09:19,209
아시다시피, 이 세계는 정말
나노 합성에 능합니다.

144
00:09:19,209 --> 00:09:23,599
무어의 법칙은 물건들을
10 미크론 이하까지 작아지게 했죠.

145
00:09:23,599 --> 00:09:25,491
우리는 정말 이런 것을 잘 합니다.

146
00:09:25,491 --> 00:09:29,241
하지만, 10 미크론 방식에서 1000 
미크론방식으로 바꾸는 건 어렵습니다.

147
00:09:29,241 --> 00:09:31,261
중간 방식의 제작 방법으로 말이죠.

148
00:09:31,261 --> 00:09:35,224
실리콘 산업의 감산 기술들은
이것을 잘 해낼 수 없습니다.

149
00:09:35,224 --> 00:09:37,289
그들은 웨이퍼 반도체에
그렇게 잘 새길 수 없어요.

150
00:09:37,289 --> 00:09:39,289
하지만, 이 방법은 아주 부드럽기 때문에,

151
00:09:39,289 --> 00:09:43,604
우리는 물건을 바닥에서 위로
가산 공법을 사용해 길러낼 수 있어요.

152
00:09:43,604 --> 00:09:45,843
그리고 놀라운 것들을
수십초 만에 만들어 냅니다.

153
00:09:45,843 --> 00:09:50,482
새로운 센서 기술 개발을 가능하게 하고,
신약 개발 기술을 만들고,

154
00:09:50,482 --> 00:09:55,149
새로운 칩을 개발하는 신 연구실 등, 
정말 획기적인 변화입니다.

155
00:09:55,149 --> 00:10:02,833
그래서 최종 상품의 특징을 가진
부속을 실시간으로 만드는 기회가

156
00:10:02,833 --> 00:10:05,792
진정한 3D 제작을
가능하게 하는 것입니다.

157
00:10:05,792 --> 00:10:07,782
이것은 우리에게는
매우 흥분되는 멋진 일입니다.

158
00:10:07,782 --> 00:10:15,589
하드웨어, 소프트웨어, 분자과학들 중에
독자적인 것이기 때문입니다.

159
00:10:15,589 --> 00:10:22,495
세계 설계자들과 공학자들이 이 멋진
장비로 무엇을 할 수 있을지 기대됩니다.

160
00:10:22,499 --> 00:10:24,188
경청해 주셔서 감사합니다.

161
00:10:24,188 --> 00:10:28,757
(박수)