WEBVTT
00:00:01.119 --> 00:00:07.063
Mă bucur să fiu aici în seara asta,
să vă spun la ce lucrăm de peste doi ani.
00:00:07.063 --> 00:00:09.622
Este în domeniul fabricării aditive,
00:00:09.622 --> 00:00:11.816
cunoscută și ca „imprimare 3D”.
NOTE Paragraph
00:00:12.346 --> 00:00:14.391
Vedeți obiectul acesta?
00:00:14.391 --> 00:00:17.799
Pare destul de simplu,
dar e foarte complex în același timp.
00:00:18.419 --> 00:00:21.910
Este un set de structuri
geodezice concentrice,
00:00:21.910 --> 00:00:24.415
cu legături între ele.
00:00:24.945 --> 00:00:30.937
În acest context, nu poate fi produs
prin tehnici traditionale de producție.
00:00:31.417 --> 00:00:35.390
Din cauza simetriei nu poate fi
produs prin injecție într-o matriță.
00:00:35.390 --> 00:00:38.720
Nu poate fi nici prelucrat prin așchiere.
00:00:39.200 --> 00:00:41.867
Asta e o treabă pentru o imprimantă 3D.
00:00:41.867 --> 00:00:46.388
Dar majoritatea imprimantelor 3D
au nevoie de 3–10 ore s-o fabrice.
00:00:46.388 --> 00:00:50.644
Noi ne vom încumeta
s-o realizăm acum pe scenă,
00:00:50.644 --> 00:00:53.141
în cele 10 minute ale acestei prezentări.
00:00:53.141 --> 00:00:55.030
Urați-ne noroc.
NOTE Paragraph
00:00:56.270 --> 00:00:59.304
De fapt denumirea de imprimare 3D
e improprie.
00:00:59.304 --> 00:01:03.139
În realitate e imprimare 2D
repetată de multe ori.
00:01:03.609 --> 00:01:07.761
De fapt utilizează tehnologii
asociate cu imprimarea 2D.
00:01:08.441 --> 00:01:12.800
De exemplu, imprimanta cu jet de cerneală
pune cerneală pe pagină
00:01:12.800 --> 00:01:14.000
ca să facă litere.
00:01:14.000 --> 00:01:17.526
Apoi faci asta iar și iar
ca să construiești un obiect 3D.
00:01:18.596 --> 00:01:21.157
În microelectronică
se folosește litografia
00:01:21.157 --> 00:01:24.485
pentru a face în mod similar
tranzistori și circuite integrate,
00:01:24.485 --> 00:01:26.859
pentru a construi o structură
de mai multe ori.
NOTE Paragraph
00:01:26.859 --> 00:01:29.943
Toate astea sunt tehnologii
de imprimare 2D.
00:01:30.423 --> 00:01:34.027
Eu sunt chimist, și studiez și materiale,
00:01:34.027 --> 00:01:36.491
iar co-inventatorii mei
studiază și ei materialele,
00:01:36.491 --> 00:01:38.800
unul e chimist, celalalt fizician,
00:01:38.800 --> 00:01:41.936
și am început să fim interesați
de imprimarea 3D.
00:01:42.406 --> 00:01:47.641
Foarte adesea, după cum știți,
ideile noi sunt simple conexiuni
00:01:47.641 --> 00:01:51.044
între oameni cu experiențe diferite
în comunități diferite.
00:01:51.044 --> 00:01:53.381
Tot asta e și povestea noastră.
NOTE Paragraph
00:01:54.541 --> 00:01:56.662
Noi am fost inspirați
00:01:56.662 --> 00:02:00.773
de scena din „Terminator 2” cu T-1000.
00:02:01.283 --> 00:02:06.706
Ne-am gândit: de ce n-ar putea
o imprimantă 3D să facă asta,
00:02:06.706 --> 00:02:11.172
să ai un obiect
care se ridică dintr-o baltă,
00:02:11.172 --> 00:02:13.420
practic în timp real,
00:02:13.420 --> 00:02:15.749
practic fără risipă de materiale,
00:02:15.749 --> 00:02:17.931
pentru a face un produs excelent?
00:02:17.931 --> 00:02:19.298
Exact ca în filme.
00:02:19.298 --> 00:02:22.877
Am putea fi oare inspirați de Hollywood
00:02:22.877 --> 00:02:26.214
să găsim metode
de a realiza asta în realitate?
00:02:26.214 --> 00:02:28.230
Asta ne-am propus.
00:02:28.670 --> 00:02:31.667
Prin abordarea noastră, dacă am reuși,
00:02:31.667 --> 00:02:34.251
am putea rezolva fundamental
cele trei probleme
00:02:34.251 --> 00:02:37.836
care împiedică imprimarea 3D
să fie un proces de producție.
NOTE Paragraph
00:02:37.836 --> 00:02:40.397
Mai întâi, imprimarea 3D
durează o veșnicie.
00:02:40.397 --> 00:02:45.001
Există ciuperci care cresc mai repede
decât piesele imprimate 3D.
00:02:45.001 --> 00:02:46.561
(Râsete)
00:02:46.971 --> 00:02:49.677
Procesul de imprimare strat cu strat
00:02:49.677 --> 00:02:52.199
duce la defecte în proprietățile mecanice.
00:02:52.199 --> 00:02:55.536
Printr-o creștere continuă
am putea elimina aceste defecte.
00:02:56.016 --> 00:03:01.988
Iar dacă am putea crește foarte repede,
am putea începe să folosim materiale
00:03:01.988 --> 00:03:05.842
care se cimentează de la sine
și am putea avea proprietăți uimitoare.
00:03:05.842 --> 00:03:09.931
Dacă am reuși să imităm Hollywood-ul,
00:03:09.931 --> 00:03:13.662
am putea să rezolva producția 3D.
NOTE Paragraph
00:03:14.582 --> 00:03:17.823
Abordarea noastră e
de a folosi cunoștințe standard
00:03:17.823 --> 00:03:20.333
din chimia polimerilor,
00:03:20.333 --> 00:03:26.042
de a folosi lumina și oxigenul
pentru a crește piesele continuu.
00:03:27.152 --> 00:03:30.099
Lumina și oxigenul funcționează
în moduri diferite.
00:03:30.099 --> 00:03:32.981
Lumina poate converti o rășină
într-un corp solid,
00:03:32.981 --> 00:03:35.605
poate converti un lichid într-un solid.
00:03:35.605 --> 00:03:38.159
Oxigenul inhibă acest proces.
00:03:38.609 --> 00:03:44.330
Așadar lumina și oxigenul sunt
la poli opuși din punct de vedere chimic,
00:03:44.330 --> 00:03:48.091
și dacă am putea controla în spațiu
lumina și oxigenul,
00:03:48.091 --> 00:03:50.328
am putea controla acest proces.
00:03:50.328 --> 00:03:53.589
L-am denumit CLIP: producție continuă
la interfața cu lichidul.
00:03:53.589 --> 00:03:56.265
Are trei componente funcționale.
00:03:56.265 --> 00:04:00.156
Mai întâi are un rezervor
care conține lichid,
00:04:00.156 --> 00:04:02.165
exact ca T-1000 din film.
00:04:02.165 --> 00:04:04.421
La fund rezervorul
are o fereastră specială.
00:04:04.421 --> 00:04:06.402
Mă voi întoarce la ea.
00:04:06.402 --> 00:04:09.692
Apoi are o placă pe care
o coborâm în lichid
00:04:09.692 --> 00:04:12.481
și care va ridica obiectul din lichid.
00:04:12.481 --> 00:04:16.465
A treia componentă e un sistem
digital de proiecție a luminii,
00:04:16.465 --> 00:04:18.175
sub rezervor,
00:04:18.175 --> 00:04:21.578
care iluminează cu lumină ultravioletă.
NOTE Paragraph
00:04:22.238 --> 00:04:25.511
Elementul cheie e fereastra
de la fundul rezervorului,
00:04:25.511 --> 00:04:27.890
care e un compozit,
o fereastră foarte specială.
00:04:27.890 --> 00:04:31.626
Nu e doar transparentă pentru lumină,
ci și permeabilă pentru oxigen.
00:04:31.626 --> 00:04:34.985
Are caracteristicile
unei lentile de contact.
00:04:35.825 --> 00:04:37.726
Iată cum se desfășoară procesul.
00:04:37.726 --> 00:04:40.910
Vedeți cum la coborârea plăcii în lichid,
00:04:40.910 --> 00:04:45.169
în procesul tradițional,
cu o fereastră impermeabilă la oxigen,
00:04:45.169 --> 00:04:48.198
faci un tipar bidimensional
00:04:48.198 --> 00:04:51.500
și rămâi cu tiparul lipit pe geam,
cu fereastra tradițională,
00:04:51.500 --> 00:04:55.352
așa încât ca să produci următorul strat
trebuie să-l separi,
00:04:55.352 --> 00:04:58.211
să introduci din nou rășină,
să-l repoziționezi
00:04:58.211 --> 00:05:00.530
și să repeți procesul iar și iar.
00:05:01.070 --> 00:05:03.334
Dar cu fereastra noastră specială,
00:05:03.334 --> 00:05:06.433
când vine oxigenul prin partea de jos
00:05:06.433 --> 00:05:09.056
și dă peste el lumina,
00:05:09.056 --> 00:05:11.346
oxigenul acela inhibă reacția.
00:05:11.796 --> 00:05:13.500
Formăm o zonă moartă.
00:05:14.370 --> 00:05:18.859
Această zonă moartă e groasă
de ordinul zecilor de microni,
00:05:18.859 --> 00:05:21.796
adică de 2–3 ori cât diametrul
unei globule roșii,
00:05:21.796 --> 00:05:24.317
la interfața cu fereastra rămâne lichid.
00:05:24.317 --> 00:05:26.687
Ridicăm acest obiect,
00:05:26.687 --> 00:05:28.919
și, cum spuneam în articolul din Science,
00:05:28.919 --> 00:05:32.962
schimbând concentrația de oxigen
putem schimba grosimea zonei moarte.
00:05:33.452 --> 00:05:36.064
Așadar avem mai multe variabile cheie
pe care le controlăm:
00:05:36.064 --> 00:05:40.259
cantitatea de oxigen, lumina,
intensitatea luminii, doza de cimentat,
00:05:40.259 --> 00:05:42.261
vâscozitatea, geometria,
00:05:42.261 --> 00:05:46.007
și utilizăm programe foarte sofisticate
pentru a controla acest proces.
NOTE Paragraph
00:05:46.487 --> 00:05:48.800
Rezultatul este uimitor.
00:05:49.260 --> 00:05:54.016
Este de 25–100 de ori mai rapid
decât imprimarea 3D tradițională.
00:05:54.016 --> 00:05:56.000
E ceva revoluționar.
00:05:56.000 --> 00:06:00.686
În plus, în funcție de capacitatea
de a aduce lichid la acea suprafață,
00:06:00.686 --> 00:06:03.256
putem mări viteza de 1000 de ori,
cred eu.
00:06:04.066 --> 00:06:08.203
Iar asta aduce posibilitatea
generării de multă căldură
00:06:08.203 --> 00:06:12.116
și, ca inginer chimist,
mă bucur de transferul de căldură
00:06:12.116 --> 00:06:15.875
și de ideea că vom avea cândva
imprimante 3D răcite cu apă
00:06:15.875 --> 00:06:18.077
pentru că funcționează așa rapid.
00:06:18.077 --> 00:06:22.300
În plus, pentru că producem prin creștere,
eliminăm stratificarea,
00:06:22.300 --> 00:06:24.234
iar piesele sunt monolitice.
00:06:24.234 --> 00:06:26.274
Nu se mai vede structura suprafeței.
00:06:26.274 --> 00:06:29.057
Avem suprafețe netede la nivel molecular.
00:06:29.057 --> 00:06:33.297
Proprietățile mecanice
ale celor mai multe piese imprimate 3D
00:06:33.297 --> 00:06:39.143
sunt renumite că depind
de orientarea imprimării,
00:06:39.143 --> 00:06:41.104
din cauza structurii stratificate.
00:06:41.104 --> 00:06:43.699
Dar prin metoda noastră
00:06:43.699 --> 00:06:47.038
proprietățile nu mai depind
de direcția imprimării.
00:06:47.038 --> 00:06:50.137
Acestea arată ca niște piese
create prin injecție,
00:06:50.137 --> 00:06:53.629
metodă foarte diferită
de imprimarea 3D tradițională.
00:06:54.269 --> 00:07:00.439
Mai mult, ne putem utiliza întregul
manual de chimie a polimerilor,
00:07:00.439 --> 00:07:02.728
putem gândi procese chimice
00:07:02.728 --> 00:07:07.288
care să dea proprietățile dorite
obiectului 3D.
NOTE Paragraph
00:07:07.288 --> 00:07:09.389
(Aplauze)
NOTE Paragraph
00:07:09.389 --> 00:07:11.249
Iată-l! E grozav!
00:07:13.989 --> 00:07:17.447
Riști mereu ca experimentul
să nu funcționeze pe scenă.
NOTE Paragraph
00:07:18.056 --> 00:07:20.994
Putem avea materiale
cu proprietăți mecanice grozave.
00:07:20.994 --> 00:07:23.214
Pentru prima dată,
putem crea elastomeri
00:07:23.214 --> 00:07:25.765
cu elasticitate mare
sau cu amortizare mare.
00:07:25.765 --> 00:07:29.098
Gândiți-vă la controlul vibrațiilor
sau teniși grozavi, de exemplu.
00:07:29.098 --> 00:07:32.598
Putem face materiale
cu o rezistență incredibilă,
00:07:32.598 --> 00:07:36.404
raport rezistență/masă excelent,
materiale foarte rezistente,
00:07:36.404 --> 00:07:38.427
elastomeri realmente grozavi.
00:07:38.427 --> 00:07:41.102
Prindeți-o acolo în public.
00:07:41.102 --> 00:07:43.698
Deci proprietăți materiale grozave.
NOTE Paragraph
00:07:44.108 --> 00:07:48.613
Șansa pe care o avem acum,
dacă putem crea o piesă
00:07:48.613 --> 00:07:51.233
care să aibă proprietățile piesei finite,
00:07:51.233 --> 00:07:53.903
și o facem la viteze revoluționare,
00:07:53.903 --> 00:07:56.590
putem transforma radical
industria prelucrătoare.
00:07:56.590 --> 00:07:58.706
În prezent în industrie
00:07:58.706 --> 00:08:02.558
are loc așa-zisul
proces digital de producție:
00:08:02.558 --> 00:08:07.647
pornim de la desenele CAD, un proiect,
la un prototip, apoi la producție.
00:08:07.647 --> 00:08:11.010
Adesea procesul digital este întrerupt
direct la prototip,
00:08:11.010 --> 00:08:12.872
nu se ajunge la producție,
00:08:12.872 --> 00:08:16.412
majoritatea pieselor neavând
proprietățile produsului finit.
00:08:16.412 --> 00:08:19.258
Acum putem conecta procesul digital
00:08:19.258 --> 00:08:22.987
de la proiect, la prototip, la producție.
00:08:22.987 --> 00:08:27.226
Această șansă deschide multe posibilități,
00:08:27.226 --> 00:08:31.129
de la mașini eficiente
cu proprietăți structurale grozave,
00:08:31.129 --> 00:08:33.080
cu un raport rezistență/masă mare,
00:08:33.080 --> 00:08:36.508
elici noi pentru turbine,
tot felul de lucruri minunate.
NOTE Paragraph
00:08:37.498 --> 00:08:42.443
Gândiți-vă că aveți nevoie de un stent
într-o situație de urgență.
00:08:42.443 --> 00:08:46.593
În loc ca medicul să scoată
un stent din dulap,
00:08:46.593 --> 00:08:48.732
unde are doar mărimi standard,
00:08:48.732 --> 00:08:52.978
ai putea avea un stent făcut
pentru tine, pentru propria ta anatomie,
00:08:52.978 --> 00:08:54.789
pentru vasele tale de sânge,
00:08:54.789 --> 00:08:57.598
imprimat într-o situație de urgență,
în timp real,
00:08:57.598 --> 00:09:01.217
cu proprietăți încât stentul
să se dizolve în 18 luni.
00:09:01.217 --> 00:09:02.587
Cu adevărat revoluționar.
00:09:02.587 --> 00:09:05.743
Sau stomatologie digitală,
să ți se imprime aceste structuri
00:09:05.743 --> 00:09:08.614
în timp ce ești pe scaunul stomatologului.
00:09:09.024 --> 00:09:13.150
Iată ce structuri fac studenții mei
la Universitatea Carolina de Nord.
00:09:13.150 --> 00:09:16.273
Sunt structuri microscopice uimitoare.
NOTE Paragraph
00:09:16.273 --> 00:09:19.539
Știți, omenirea se pricepe bine
la nanofabricație.
00:09:20.009 --> 00:09:23.599
Legea lui Moore a împins lucrurile
până la 10 microni și mai jos.
00:09:23.599 --> 00:09:25.041
Suntem foarte buni.
00:09:25.041 --> 00:09:30.531
Dar este foarte greu să faci lucruri
între 10 și 1000 microni, scala mezo.
00:09:31.071 --> 00:09:35.160
Tehnicile substractive din industria
siliciului nu pot face asta prea bine,
00:09:35.160 --> 00:09:37.009
nu poți coroda plachetele așa bine.
00:09:37.009 --> 00:09:38.929
Dar acest proces e atât de blând,
00:09:38.929 --> 00:09:41.354
putem crește aceste obiecte
de jos în sus
00:09:41.354 --> 00:09:43.350
folosind un proces aditiv
00:09:43.350 --> 00:09:45.783
și face lucruri uimitoare
în zeci de secunde,
00:09:45.783 --> 00:09:48.142
deschizând calea pentru
noi tehnologii de senzori,
00:09:48.142 --> 00:09:50.737
noi metode de medicație,
00:09:50.737 --> 00:09:54.419
noi aplicații „laborator pe un cip”,
lucruri absolut revoluționare.
NOTE Paragraph
00:09:55.149 --> 00:09:59.813
Așadar șansa de a face
o piesă în timp real
00:09:59.813 --> 00:10:02.706
cu proprietăți piesă finită
00:10:02.706 --> 00:10:05.462
deschide larg porțile imprimării 3D.
00:10:06.232 --> 00:10:10.772
Iar noi ne bucurăm imens,
pentru că ne plasează la intersecția
00:10:10.772 --> 00:10:15.179
dintre hardware, software
și știința moleculară.
00:10:15.749 --> 00:10:19.895
Și abia aștept să-i văd pe designerii
și inginerii din întreaga lume
00:10:19.895 --> 00:10:22.389
punând la treabă această tehnologie.
NOTE Paragraph
00:10:22.389 --> 00:10:24.368
Mulțumesc că m-ați ascultat.
NOTE Paragraph
00:10:24.368 --> 00:10:29.727
(Aplauze)