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)