0:00:01.119,0:00:07.063
Mă bucur să fiu aici în seara asta,[br]să vă spun la ce lucrăm de peste doi ani.

0:00:07.063,0:00:09.622
Este în domeniul fabricării aditive,

0:00:09.622,0:00:11.816
cunoscută și ca „imprimare 3D”.

0:00:12.346,0:00:14.391
Vedeți obiectul acesta?

0:00:14.391,0:00:17.799
Pare destul de simplu,[br]dar e foarte complex în același timp.

0:00:18.419,0:00:21.910
Este un set de structuri[br]geodezice concentrice,

0:00:21.910,0:00:24.415
cu legături între ele.

0:00:24.945,0:00:30.937
În acest context, nu poate fi produs[br]prin tehnici traditionale de producție.

0:00:31.417,0:00:35.390
Din cauza simetriei nu poate fi[br]produs prin injecție într-o matriță.

0:00:35.390,0:00:38.720
Nu poate fi nici prelucrat prin așchiere.

0:00:39.200,0:00:41.867
Asta e o treabă pentru o imprimantă 3D.

0:00:41.867,0:00:46.388
Dar majoritatea imprimantelor 3D [br]au nevoie de 3–10 ore s-o fabrice.

0:00:46.388,0:00:50.644
Noi ne vom încumeta[br]s-o realizăm acum pe scenă,

0:00:50.644,0:00:53.141
în cele 10 minute ale acestei prezentări.

0:00:53.141,0:00:55.030
Urați-ne noroc.

0:00:56.270,0:00:59.304
De fapt denumirea de <i>imprimare 3D</i> [br]e improprie.

0:00:59.304,0:01:03.139
În realitate e imprimare 2D [br]repetată de multe ori.

0:01:03.609,0:01:07.761
De fapt utilizează tehnologii [br]asociate cu imprimarea 2D.

0:01:08.441,0:01:12.800
De exemplu, imprimanta cu jet de cerneală[br]pune cerneală pe pagină

0:01:12.800,0:01:14.000
ca să facă litere.

0:01:14.000,0:01:17.526
Apoi faci asta iar și iar[br]ca să construiești un obiect 3D.

0:01:18.596,0:01:21.157
În microelectronică[br]se folosește litografia

0:01:21.157,0:01:24.485
pentru a face în mod similar[br]tranzistori și circuite integrate,

0:01:24.485,0:01:26.859
pentru a construi o structură [br]de mai multe ori.

0:01:26.859,0:01:29.943
Toate astea sunt tehnologii[br]de imprimare 2D.

0:01:30.423,0:01:34.027
Eu sunt chimist, și studiez și materiale,

0:01:34.027,0:01:36.491
iar co-inventatorii mei[br]studiază și ei materialele,

0:01:36.491,0:01:38.800
unul e chimist, celalalt fizician,

0:01:38.800,0:01:41.936
și am început să fim interesați [br]de imprimarea 3D.

0:01:42.406,0:01:47.641
Foarte adesea, după cum știți,[br]ideile noi sunt simple conexiuni

0:01:47.641,0:01:51.044
între oameni cu experiențe diferite[br]în comunități diferite.

0:01:51.044,0:01:53.381
Tot asta e și povestea noastră.

0:01:54.541,0:01:56.662
Noi am fost inspirați

0:01:56.662,0:02:00.773
de scena din „Terminator 2” cu T-1000.

0:02:01.283,0:02:06.706
Ne-am gândit: de ce n-ar putea[br]o imprimantă 3D să facă asta,

0:02:06.706,0:02:11.172
să ai un obiect[br]care se ridică dintr-o baltă,

0:02:11.172,0:02:13.420
practic în timp real,

0:02:13.420,0:02:15.749
practic fără risipă de materiale,

0:02:15.749,0:02:17.931
pentru a face un produs excelent?

0:02:17.931,0:02:19.298
Exact ca în filme.

0:02:19.298,0:02:22.877
Am putea fi oare inspirați de Hollywood

0:02:22.877,0:02:26.214
să găsim metode[br]de a realiza asta în realitate?

0:02:26.214,0:02:28.230
Asta ne-am propus.

0:02:28.670,0:02:31.667
Prin abordarea noastră, dacă am reuși,

0:02:31.667,0:02:34.251
am putea rezolva fundamental [br]cele trei probleme

0:02:34.251,0:02:37.836
care împiedică imprimarea 3D[br]să fie un proces de producție.

0:02:37.836,0:02:40.397
Mai întâi, imprimarea 3D[br]durează o veșnicie.

0:02:40.397,0:02:45.001
Există ciuperci care cresc mai repede [br]decât piesele imprimate 3D.

0:02:45.001,0:02:46.561
(Râsete)

0:02:46.971,0:02:49.677
Procesul de imprimare strat cu strat

0:02:49.677,0:02:52.199
duce la defecte în proprietățile mecanice.

0:02:52.199,0:02:55.536
Printr-o creștere continuă[br]am putea elimina aceste defecte.

0:02:56.016,0:03:01.988
Iar dacă am putea crește foarte repede,[br]am putea începe să folosim materiale

0:03:01.988,0:03:05.842
care se cimentează de la sine[br]și am putea avea proprietăți uimitoare.

0:03:05.842,0:03:09.931
Dacă am reuși să imităm Hollywood-ul,

0:03:09.931,0:03:13.662
am putea să rezolva producția 3D.

0:03:14.582,0:03:17.823
Abordarea noastră e[br]de a folosi cunoștințe standard

0:03:17.823,0:03:20.333
din chimia polimerilor,

0:03:20.333,0:03:26.042
de a folosi lumina și oxigenul[br]pentru a crește piesele continuu.

0:03:27.152,0:03:30.099
Lumina și oxigenul funcționează [br]în moduri diferite.

0:03:30.099,0:03:32.981
Lumina poate converti o rășină [br]într-un corp solid,

0:03:32.981,0:03:35.605
poate converti un lichid într-un solid.

0:03:35.605,0:03:38.159
Oxigenul inhibă acest proces.

0:03:38.609,0:03:44.330
Așadar lumina și oxigenul sunt [br]la poli opuși din punct de vedere chimic,

0:03:44.330,0:03:48.091
și dacă am putea controla în spațiu[br]lumina și oxigenul,

0:03:48.091,0:03:50.328
am putea controla acest proces.

0:03:50.328,0:03:53.589
L-am denumit CLIP: producție continuă[br]la interfața cu lichidul.

0:03:53.589,0:03:56.265
Are trei componente funcționale.

0:03:56.265,0:04:00.156
Mai întâi are un rezervor[br]care conține lichid,

0:04:00.156,0:04:02.165
exact ca T-1000 din film.

0:04:02.165,0:04:04.421
La fund rezervorul[br]are o fereastră specială.

0:04:04.421,0:04:06.402
Mă voi întoarce la ea.

0:04:06.402,0:04:09.692
Apoi are o placă pe care [br]o coborâm în lichid

0:04:09.692,0:04:12.481
și care va ridica obiectul din lichid.

0:04:12.481,0:04:16.465
A treia componentă e un sistem[br]digital de proiecție a luminii,

0:04:16.465,0:04:18.175
sub rezervor,

0:04:18.175,0:04:21.578
care iluminează cu lumină ultravioletă.

0:04:22.238,0:04:25.511
Elementul cheie e fereastra[br]de la fundul rezervorului,

0:04:25.511,0:04:27.890
care e un compozit,[br]o fereastră foarte specială.

0:04:27.890,0:04:31.626
Nu e doar transparentă pentru lumină,[br]ci și permeabilă pentru oxigen.

0:04:31.626,0:04:34.985
Are caracteristicile [br]unei lentile de contact.

0:04:35.825,0:04:37.726
Iată cum se desfășoară procesul.

0:04:37.726,0:04:40.910
Vedeți cum la coborârea plăcii în lichid,

0:04:40.910,0:04:45.169
în procesul tradițional,[br]cu o fereastră impermeabilă la oxigen,

0:04:45.169,0:04:48.198
faci un tipar bidimensional

0:04:48.198,0:04:51.500
și rămâi cu tiparul lipit pe geam,[br]cu fereastra tradițională,

0:04:51.500,0:04:55.352
așa încât ca să produci următorul strat[br]trebuie să-l separi,

0:04:55.352,0:04:58.211
să introduci din nou rășină, [br]să-l repoziționezi

0:04:58.211,0:05:00.530
și să repeți procesul iar și iar.

0:05:01.070,0:05:03.334
Dar cu fereastra noastră specială,

0:05:03.334,0:05:06.433
când vine oxigenul prin partea de jos

0:05:06.433,0:05:09.056
și dă peste el lumina,

0:05:09.056,0:05:11.346
oxigenul acela inhibă reacția.

0:05:11.796,0:05:13.500
Formăm o zonă moartă.

0:05:14.370,0:05:18.859
Această zonă moartă e groasă[br]de ordinul zecilor de microni,

0:05:18.859,0:05:21.796
adică de 2–3 ori cât diametrul[br]unei globule roșii,

0:05:21.796,0:05:24.317
la interfața cu fereastra rămâne lichid.

0:05:24.317,0:05:26.687
Ridicăm acest obiect,

0:05:26.687,0:05:28.919
și, cum spuneam în articolul din <i>Science</i>,

0:05:28.919,0:05:32.962
schimbând concentrația de oxigen[br]putem schimba grosimea zonei moarte.

0:05:33.452,0:05:36.064
Așadar avem mai multe variabile cheie[br]pe care le controlăm:

0:05:36.064,0:05:40.259
cantitatea de oxigen, lumina, [br]intensitatea luminii, doza de cimentat,

0:05:40.259,0:05:42.261
vâscozitatea, geometria,

0:05:42.261,0:05:46.007
și utilizăm programe foarte sofisticate[br]pentru a controla acest proces.

0:05:46.487,0:05:48.800
Rezultatul este uimitor.

0:05:49.260,0:05:54.016
Este de 25–100 de ori mai rapid[br]decât imprimarea 3D tradițională.

0:05:54.016,0:05:56.000
E ceva revoluționar.

0:05:56.000,0:06:00.686
În plus, în funcție de capacitatea[br]de a aduce lichid la acea suprafață,

0:06:00.686,0:06:03.256
putem mări viteza de 1000 de ori,[br]cred eu.

0:06:04.066,0:06:08.203
Iar asta aduce posibilitatea [br]generării de multă căldură

0:06:08.203,0:06:12.116
și, ca inginer chimist,[br]mă bucur de transferul de căldură

0:06:12.116,0:06:15.875
și de ideea că vom avea cândva[br]imprimante 3D răcite cu apă

0:06:15.875,0:06:18.077
pentru că funcționează așa rapid.

0:06:18.077,0:06:22.300
În plus, pentru că producem prin creștere,[br]eliminăm stratificarea,

0:06:22.300,0:06:24.234
iar piesele sunt monolitice.

0:06:24.234,0:06:26.274
Nu se mai vede structura suprafeței.

0:06:26.274,0:06:29.057
Avem suprafețe netede la nivel molecular.

0:06:29.057,0:06:33.297
Proprietățile mecanice[br]ale celor mai multe piese imprimate 3D

0:06:33.297,0:06:39.143
sunt renumite că depind[br]de orientarea imprimării,

0:06:39.143,0:06:41.104
din cauza structurii stratificate.

0:06:41.104,0:06:43.699
Dar prin metoda noastră

0:06:43.699,0:06:47.038
proprietățile nu mai depind [br]de direcția imprimării.

0:06:47.038,0:06:50.137
Acestea arată ca niște piese[br]create prin injecție,

0:06:50.137,0:06:53.629
metodă foarte diferită [br]de imprimarea 3D tradițională.

0:06:54.269,0:07:00.439
Mai mult, ne putem utiliza întregul[br]manual de chimie a polimerilor,

0:07:00.439,0:07:02.728
putem gândi procese chimice

0:07:02.728,0:07:07.288
care să dea proprietățile dorite[br]obiectului 3D.

0:07:07.288,0:07:09.389
(Aplauze)

0:07:09.389,0:07:11.249
Iată-l! E grozav!

0:07:13.989,0:07:17.447
Riști mereu ca experimentul[br]să nu funcționeze pe scenă.

0:07:18.056,0:07:20.994
Putem avea materiale [br]cu proprietăți mecanice grozave.

0:07:20.994,0:07:23.214
Pentru prima dată, [br]putem crea elastomeri

0:07:23.214,0:07:25.765
cu elasticitate mare[br]sau cu amortizare mare.

0:07:25.765,0:07:29.098
Gândiți-vă la controlul vibrațiilor[br]sau teniși grozavi, de exemplu.

0:07:29.098,0:07:32.598
Putem face materiale [br]cu o rezistență incredibilă,

0:07:32.598,0:07:36.404
raport rezistență/masă excelent,[br]materiale foarte rezistente,

0:07:36.404,0:07:38.427
elastomeri realmente grozavi.

0:07:38.427,0:07:41.102
Prindeți-o acolo în public.

0:07:41.102,0:07:43.698
Deci proprietăți materiale grozave.

0:07:44.108,0:07:48.613
Șansa pe care o avem acum,[br]dacă putem crea o piesă

0:07:48.613,0:07:51.233
care să aibă proprietățile piesei finite,

0:07:51.233,0:07:53.903
și o facem la viteze revoluționare,

0:07:53.903,0:07:56.590
putem transforma radical[br]industria prelucrătoare.

0:07:56.590,0:07:58.706
În prezent în industrie

0:07:58.706,0:08:02.558
are loc așa-zisul [br]proces digital de producție:

0:08:02.558,0:08:07.647
pornim de la desenele CAD, un proiect,[br]la un prototip, apoi la producție.

0:08:07.647,0:08:11.010
Adesea procesul digital este întrerupt[br]direct la prototip,

0:08:11.010,0:08:12.872
nu se ajunge la producție,

0:08:12.872,0:08:16.412
majoritatea pieselor neavând [br]proprietățile produsului finit.

0:08:16.412,0:08:19.258
Acum putem conecta procesul digital

0:08:19.258,0:08:22.987
de la proiect, la prototip, la producție.

0:08:22.987,0:08:27.226
Această șansă deschide multe posibilități,

0:08:27.226,0:08:31.129
de la mașini eficiente[br]cu proprietăți structurale grozave,

0:08:31.129,0:08:33.080
cu un raport rezistență/masă mare,

0:08:33.080,0:08:36.508
elici noi pentru turbine,[br]tot felul de lucruri minunate.

0:08:37.498,0:08:42.443
Gândiți-vă că aveți nevoie de un stent[br]într-o situație de urgență.

0:08:42.443,0:08:46.593
În loc ca medicul să scoată[br]un stent din dulap,

0:08:46.593,0:08:48.732
unde are doar mărimi standard,

0:08:48.732,0:08:52.978
ai putea avea un stent făcut[br]pentru tine, pentru propria ta anatomie,

0:08:52.978,0:08:54.789
pentru vasele tale de sânge,

0:08:54.789,0:08:57.598
imprimat într-o situație de urgență,[br]în timp real,

0:08:57.598,0:09:01.217
cu proprietăți încât stentul[br]să se dizolve în 18 luni.

0:09:01.217,0:09:02.587
Cu adevărat revoluționar.

0:09:02.587,0:09:05.743
Sau stomatologie digitală, [br]să ți se imprime aceste structuri

0:09:05.743,0:09:08.614
în timp ce ești pe scaunul stomatologului.

0:09:09.024,0:09:13.150
Iată ce structuri fac studenții mei[br]la Universitatea Carolina de Nord.

0:09:13.150,0:09:16.273
Sunt structuri microscopice uimitoare.

0:09:16.273,0:09:19.539
Știți, omenirea se pricepe bine[br]la nanofabricație.

0:09:20.009,0:09:23.599
Legea lui Moore a împins lucrurile[br]până la 10 microni și mai jos.

0:09:23.599,0:09:25.041
Suntem foarte buni.

0:09:25.041,0:09:30.531
Dar este foarte greu să faci lucruri [br]între 10 și 1000 microni, scala mezo.

0:09:31.071,0:09:35.160
Tehnicile substractive din industria[br]siliciului nu pot face asta prea bine,

0:09:35.160,0:09:37.009
nu poți coroda plachetele așa bine.

0:09:37.009,0:09:38.929
Dar acest proces e atât de blând,

0:09:38.929,0:09:41.354
putem crește aceste obiecte[br]de jos în sus

0:09:41.354,0:09:43.350
folosind un proces aditiv

0:09:43.350,0:09:45.783
și face lucruri uimitoare[br]în zeci de secunde,

0:09:45.783,0:09:48.142
deschizând calea pentru[br]noi tehnologii de senzori,

0:09:48.142,0:09:50.737
noi metode de medicație,

0:09:50.737,0:09:54.419
noi aplicații „laborator pe un cip”,[br]lucruri absolut revoluționare.

0:09:55.149,0:09:59.813
Așadar șansa de a face[br]o piesă în timp real

0:09:59.813,0:10:02.706
cu proprietăți piesă finită

0:10:02.706,0:10:05.462
deschide larg porțile imprimării 3D.

0:10:06.232,0:10:10.772
Iar noi ne bucurăm imens,[br]pentru că ne plasează la intersecția

0:10:10.772,0:10:15.179
dintre hardware, software [br]și știința moleculară.

0:10:15.749,0:10:19.895
Și abia aștept să-i văd pe designerii[br]și inginerii din întreaga lume

0:10:19.895,0:10:22.389
punând la treabă această tehnologie.

0:10:22.389,0:10:24.368
Mulțumesc că m-ați ascultat.

0:10:24.368,0:10:29.727
(Aplauze)