0:00:00.949,0:00:02.773
Cieszę się, że tu jestem,

0:00:02.773,0:00:05.152
aby podzielić się z wami czymś,[br]nad czym pracuję

0:00:05.152,0:00:06.700
od ponad dwóch lat.

0:00:07.238,0:00:09.796
To technika wytwarzania przyrostowego,

0:00:09.796,0:00:12.513
znana także jako drukowanie 3D.

0:00:12.513,0:00:14.231
Widzicie piłeczkę.

0:00:14.231,0:00:18.039
Wygląda w miarę prosto,[br]ale równocześnie jest bardzo złożona.

0:00:18.549,0:00:21.800
Składa się ze struktur geometrycznych

0:00:21.800,0:00:24.795
połączonych między sobą.

0:00:24.795,0:00:30.797
Nie da się jej wyprodukować[br]tradycyjnymi metodami.

0:00:31.343,0:00:35.290
Ma strukturę, która nie pozwala[br]użyć formy wtryskowej.

0:00:35.290,0:00:38.879
Nie można jej wyfrezować.

0:00:39.470,0:00:42.117
To robota dla drukarki 3D,

0:00:42.117,0:00:46.598
ale większości z nich drukowanie [br]zajęłoby od 3 do 10 godzin.

0:00:46.598,0:00:50.824
My zaś podejmiemy wyzwanie[br]stworzenia tego samego tu, na scenie,

0:00:50.824,0:00:53.401
przez następne 10 minut.

0:00:53.401,0:00:55.440
Życzcie nam powodzenia.

0:00:56.350,0:00:59.624
"Drukowanie 3D" to tak naprawdę zła nazwa.

0:00:59.624,0:01:03.399
To drukowanie 2D kolejnych warstw,

0:01:03.919,0:01:07.761
i tak naprawdę wykorzystuje[br]techniki związane z drukiem 2D.

0:01:08.401,0:01:13.360
To tak, jakby drukarka atramentowa [br]kładła tusz, żeby wydrukować litery,

0:01:13.360,0:01:18.346
po czym powtarzała to wielokrotnie,[br]żeby stworzyć obiekt trójwymiarowy.

0:01:18.346,0:01:21.407
W mikroelektronice używamy litografii,

0:01:21.407,0:01:24.945
aby produkować układy scalone,[br]wielowarstwowe,

0:01:24.945,0:01:26.997
powtarzając tę metodę kilkukrotnie.

0:01:26.997,0:01:30.089
To wszystko są techniki 2D.

0:01:30.099,0:01:33.987
Jestem chemikiem i materiałoznawcą,

0:01:33.987,0:01:36.711
a moi koledzy też badają materiały,

0:01:36.711,0:01:39.010
jeden to chemik, drugi to fizyk.

0:01:39.010,0:01:41.936
Razem zainteresowaliśmy się drukiem 3D.

0:01:41.936,0:01:47.531
Jak wiadomo, nowe pomysły [br]są często prostym połączeniem

0:01:47.531,0:01:51.274
ludzi z różnymi doświadczeniami[br]i z różnych społeczności,

0:01:51.274,0:01:52.751
i tak było w naszym przypadku.

0:01:53.591,0:02:00.782
Zainspirowani sceną z T-1000[br]w "Terminatorze 2",

0:02:00.893,0:02:05.836
pomyśleliśmy, że tak mogłaby [br]działać drukarka 3D.

0:02:06.426,0:02:10.852
Produkt powstaje z kałuży tuszu,

0:02:11.052,0:02:13.520
właściwie w czasie rzeczywistym,

0:02:13.520,0:02:15.749
zasadniczo bez odpadów,

0:02:15.749,0:02:18.071
i staje się czymś wspaniałym.

0:02:18.071,0:02:19.488
Tak, jak w filmach.

0:02:19.488,0:02:22.877
Czy Hollywood może zainspirować

0:02:22.877,0:02:26.384
naprawdę działające wynalazki?

0:02:26.384,0:02:28.450
To było nasze wyzwanie.

0:02:28.450,0:02:31.817
Chcieliśmy sprawdzić,

0:02:31.817,0:02:35.671
czy rozwiążemy trzy problemy [br]powstrzymujące druk 3D

0:02:35.671,0:02:38.086
od przemiany w proces przemysłowy.

0:02:38.086,0:02:40.617
Po pierwsze, drukowanie 3D [br]strasznie się wlecze.

0:02:40.617,0:02:45.841
Niektóre grzyby rosną szybciej,[br]niż produkty drukarki 3D. (Śmiech)

0:02:47.281,0:02:49.417
Proces budowy warstwa po warstwie

0:02:49.417,0:02:52.319
prowadzi do wad mechanicznych,

0:02:52.319,0:02:56.266
co drukowanie ciągiem [br]mogłoby wyeliminować.

0:02:56.266,0:03:03.498
Szybki wzrost pozwoliłby na użycie [br]materiałów samoutwardzalnych,

0:03:03.498,0:03:06.042
co dałoby niesamowite właściwości.

0:03:06.042,0:03:10.151
Jeżeli nam się uda skopiować Hollywood,

0:03:10.151,0:03:12.982
możemy rozpocząć prawdziwą [br]produkcję elementów 3D.

0:03:14.702,0:03:17.953
Chcieliśmy użyć podstawowej wiedzy

0:03:17.953,0:03:20.553
z chemii polimerów,

0:03:20.553,0:03:27.152
żeby wykorzystać światło i tlen[br]do ciągłej budowy elementów drukowanych.

0:03:27.152,0:03:30.099
Światło działa inaczej niż tlen.

0:03:30.099,0:03:33.141
Światło może zamienić[br]żywicę w ciało stałe,

0:03:33.141,0:03:35.295
może zamienić płyn w ciało stałe.

0:03:35.295,0:03:38.829
Tlen hamuje ten proces.

0:03:38.829,0:03:42.080
Światło i tlen są przeciwieństwami

0:03:42.080,0:03:44.588
z chemicznego punktu widzenia.

0:03:44.588,0:03:48.001
Kontrola przestrzeni[br]zajmowanej przez światło i tlen,

0:03:48.001,0:03:49.948
pozwoli kontrolować ten proces.

0:03:50.288,0:03:53.743
Nazwaliśmy to CLIP.[br][Ciągła produkcja za pomocą cieczy]

0:03:53.838,0:03:56.235
Ma trzy główne elementy.

0:03:56.465,0:04:02.016
Posiada zbiornik tuszu, tak jak T-1000.

0:04:02.205,0:04:04.621
Na dnie zbiornika jest specjalne okienko,

0:04:04.621,0:04:06.112
ale o tym później.

0:04:06.112,0:04:09.892
Ma też podstawkę zanurzoną w tuszu,

0:04:09.892,0:04:12.481
która wynurza się wraz z obiektem.

0:04:12.481,0:04:16.285
Trzecim elementem jest[br]cyfrowy system projekcji światła,

0:04:16.285,0:04:18.305
znajdujący się pod zbiornikiem.

0:04:18.305,0:04:21.578
Świeci on światłem ultrafioletowym.

0:04:22.048,0:04:25.271
Najważniejsze jest to okienko[br]na dnie zbiornika.

0:04:25.271,0:04:28.150
Jest stworzone z kompozytów,[br]to wyjątkowy rodzaj szkła.

0:04:28.150,0:04:31.796
Przepuszcza nie tylko światło, ale i tlen.

0:04:31.796,0:04:34.455
Ma charakterystykę soczewek kontaktowych.

0:04:35.435,0:04:37.716
Możemy zobaczyć, jak to działa.

0:04:37.716,0:04:41.130
Jak widać podczas zanurzania podstawki,

0:04:41.130,0:04:45.309
w tradycyjnym drukowaniu,[br]z oknem nieprzepuszczającym tlenu

0:04:45.309,0:04:47.148
tworzy się dwuwymiarowy wzór

0:04:48.008,0:04:51.370
i przykleja do szyby z tradycyjnym szkłem,

0:04:51.370,0:04:54.922
trzeba więc kłaść następną warstwę,[br]oddzielać je od siebie,

0:04:54.922,0:04:58.451
wprowadzić nową żywicę,[br]zmienić jej położenie,

0:04:58.451,0:05:00.910
powtarzać ten sam proces w kółko.

0:05:01.400,0:05:03.234
Ale z naszym, specjalnym szkłem

0:05:03.234,0:05:06.563
można działać dzięki [br]zawartemu w zbiorniku tlenowi.

0:05:06.563,0:05:09.266
Kiedy tlen trafia na światło,

0:05:09.266,0:05:11.926
spowalnia reakcję

0:05:11.926,0:05:14.550
i tworzy martwą strefę.

0:05:14.550,0:05:18.869
Ta strefa ma grubość[br]kilkudziesięciu mikronów,

0:05:18.869,0:05:22.096
czyli średnicy dwóch-trzech[br]czerwonych krwinek.

0:05:22.096,0:05:24.627
Pozostaje płynna tuż przy oknie zbiornika

0:05:24.627,0:05:26.577
i wypycha te obiekty w górę.

0:05:26.577,0:05:28.969
Pisaliśmy o tym w Science.

0:05:28.969,0:05:33.682
Zmieniając zawartość tlenu,[br]można zmienić rozmiar martwej strefy.

0:05:33.682,0:05:37.374
Można kontrolować wiele [br]kluczowych wartości: zawartość tlenu,

0:05:37.374,0:05:42.429
światło i jego natężenie,[br]siłę utwardzenia, lepkość i geometrię.

0:05:42.429,0:05:45.817
Używamy wyrafinowanego[br]programu komputerowego.

0:05:46.697,0:05:49.460
Rezultaty są oszałamiające.

0:05:49.460,0:05:53.196
Okazało się, że to od 25 do 100 razy[br]szybsze od tradycyjnej drukarki.

0:05:54.336,0:05:56.170
To zmiana reguł gry.

0:05:56.170,0:06:00.506
Ponadto, dzięki możliwości[br]wykorzystania płynu

0:06:00.506,0:06:04.246
można działać tysiąc razy szybciej.

0:06:04.246,0:06:07.803
Ten fakt pozwala też [br]na tworzenie dużej ilości ciepła,

0:06:07.803,0:06:11.866
którego transfer fascynuje mnie[br]jako inżyniera-chemika.

0:06:11.866,0:06:16.045
Kiedyś być może[br]powstaną drukarki chłodzone wodą,

0:06:16.045,0:06:18.437
tak szybko będą działać.

0:06:18.437,0:06:22.500
Drukując w ten sposób eliminujemy warstwy,

0:06:22.500,0:06:24.474
części stają się zintegrowane.

0:06:24.474,0:06:26.564
Nie zobaczycie struktury powierzchni,

0:06:26.564,0:06:29.057
jest jednostajna.

0:06:29.057,0:06:33.297
Właściwości mechaniczne[br]większości elementów z drukarki 3D

0:06:33.297,0:06:37.593
zależą od kierunku,

0:06:37.593,0:06:41.354
w którym zostały wydrukowane[br]z powodu struktury podobnej do warstw.

0:06:41.354,0:06:43.699
Kiedy tworzysz obiekty naszym sposobem,

0:06:43.699,0:06:47.368
właściwości nie zależą[br]od kierunku drukowania.

0:06:47.368,0:06:50.317
Wyglądają na części wykonane wtryskowo,

0:06:50.317,0:06:53.729
inaczej niż w tradycyjnej produkcji 3D.

0:06:53.729,0:06:57.259
Można też wykorzystać

0:06:57.259,0:07:00.835
wszystkie dostępne polimery [br]z podręcznika do chemii,

0:07:00.835,0:07:04.826
aby stworzyć substancje,[br]które mogą dać właściwości,

0:07:04.826,0:07:07.868
pożądane w wydruku 3D.

0:07:07.868,0:07:09.205
(Brawa)

0:07:09.205,0:07:12.439
Mamy to. Świetnie.

0:07:14.049,0:07:17.627
Zawsze istnieje ryzyko,[br]że coś nie zadziała na scenie.

0:07:18.177,0:07:21.056
Można więc użyć materiałów[br]o świetnych właściwościach.

0:07:21.056,0:07:23.494
Po raz pierwszy można użyć elastomerów,

0:07:23.494,0:07:25.955
które mogą być[br]bardzo elastyczne lub wytłumione.

0:07:25.955,0:07:29.368
Pomyślcie o kontroli wibracji[br]lub na przykład świetnych trampkach.

0:07:29.368,0:07:31.978
Można użyć materiałów[br]o niesamowitej wytrzymałości,

0:07:32.828,0:07:36.404
mocnych materiałów[br]o dużej proporcji wytrzymałości do masy,

0:07:36.404,0:07:38.517
świetnych elastomerów.

0:07:38.517,0:07:41.242
Zobaczcie sami.

0:07:41.242,0:07:43.878
Mamy materiał o świetnych własnościach.

0:07:43.878,0:07:47.293
Mamy możliwość, aby stworzyć część,

0:07:47.293,0:07:50.973
która od razu działa,[br]jak skończone urządzenie.

0:07:50.973,0:07:54.073
Ponieważ dodatkowo[br]wygraliśmy w kategorii czasowej,

0:07:54.073,0:07:56.860
można zmienić sposób produkcji.

0:07:56.860,0:07:59.716
Ostatnim trendem w produkcji

0:07:59.716,0:08:02.678
jest tak zwany "cyfrowy wątek",[br]cyfrowa produkcja.

0:08:02.678,0:08:07.717
Mamy rysunek CAD,[br]projekt prototypu do wytworzenia.

0:08:07.717,0:08:10.440
Często wątek cyfrowy[br]jest uszkodzony już jako prototyp,

0:08:10.440,0:08:12.872
bo nijak nie da się go wykonać.

0:08:12.872,0:08:16.587
Większość części nie ma [br]właściwości produktu końcowego.

0:08:16.587,0:08:18.978
Możemy wykorzystać wątek cyfrowy

0:08:18.978,0:08:23.227
na wszystkich etapach -[br]od projektu przez prototyp do produkcji.

0:08:23.227,0:08:26.176
To otwiera przed nami wielkie możliwości,

0:08:26.176,0:08:31.129
od bardziej efektywnych samochodów,[br]dzięki właściwościom kratowicowym

0:08:31.129,0:08:33.080
i stosunku wytrzymałości do masy,

0:08:33.080,0:08:36.508
aż do nowych łopatek turbin,[br]wielu wspaniałych rzeczy.

0:08:37.468,0:08:42.623
Jeśli nagle potrzebny jest stent,[br]proteza rozszerzająca naczynia,

0:08:42.623,0:08:46.593
zamiast wyciągać z szafki

0:08:46.593,0:08:48.822
stent o standardowej wielkości,

0:08:48.822,0:08:52.978
doktor może mieć stent[br]dobrany do pacjenta,

0:08:52.978,0:08:54.789
z jego własnymi naczyniami,

0:08:54.789,0:08:58.038
możliwy do wydrukowania[br]natychmiast, w czasie rzeczywistym,

0:08:58.038,0:09:01.477
który może rozpuścić się po półtora roku.

0:09:01.477,0:09:05.633
Pomyśl o cyfrowej dentystyce,[br]tworzeniu takich rodzajów struktur,

0:09:05.633,0:09:08.814
gdy siedzisz na fotelu dentystycznym.

0:09:08.814,0:09:11.530
Popatrzcie na to,[br]co wyprodukowali moi studenci

0:09:11.530,0:09:13.504
na Uniwersytecie Północnej Kalifornii.

0:09:13.504,0:09:16.313
To niesamowite obiekty w mikroskali.

0:09:16.313,0:09:19.309
Świat jest bardzo dobry w nanoprodukcji.

0:09:19.309,0:09:23.599
Praw Moora napędziło elementy[br]mniejsze niż dziesięć mikronów.

0:09:23.599,0:09:25.201
Świetnie nam to idzie,

0:09:25.201,0:09:29.241
ale bardzo trudno tworzyć rzeczy[br]mające od dziesięciu do tysiąca mikronów,

0:09:29.241,0:09:31.261
w mezoskali.

0:09:31.261,0:09:34.094
Subtraktywne techniki przemysłu krzemowego

0:09:34.094,0:09:35.830
nie radzą sobie z tym dobrze.

0:09:35.830,0:09:37.159
Nie sprawdzają się.

0:09:37.159,0:09:39.109
Choć to delikatny proces,

0:09:39.109,0:09:41.594
można tworzyć obiekty od podstaw,

0:09:41.594,0:09:43.590
używając wytwarzania przyrostowego.

0:09:43.590,0:09:45.843
W kilkadziesiąt sekund[br]mogą powstać nowe rzeczy,

0:09:45.843,0:09:47.932
nowe technologie czujników,

0:09:47.932,0:09:50.417
nowe sposoby dostarczania leków,

0:09:50.417,0:09:54.149
nowe rodzaje czipów laboratoryjnych,[br]rzeczy, które zmienią zasady gry.

0:09:55.149,0:09:59.983
Możliwość tworzenia elementów[br]w czasie rzeczywistym

0:09:59.983,0:10:02.816
elementów mających[br]właściwości końcowego produktu

0:10:02.816,0:10:05.792
naprawdę otwiera możliwości druku 3D.

0:10:05.792,0:10:08.992
To dla nas bardzo ekscytujące

0:10:08.992,0:10:15.589
połączenie sprzętu,[br]oprogramowania i nauki molekularnej.

0:10:15.589,0:10:19.755
Nie mogę się doczekać,[br]co inżynierowie i projektanci

0:10:19.755,0:10:22.029
będą mogli dzięki temu stworzyć.

0:10:22.499,0:10:24.618
Dziękuję za wysłuchanie.

0:10:24.618,0:10:29.727
(Brawa)