1
00:00:00,949 --> 00:00:02,773
Uzbuđen sam što sam ovde večeras

2
00:00:02,773 --> 00:00:05,152
da bih sa vama podelio nešto
na čemu radimo

3
00:00:05,152 --> 00:00:07,242
preko dve godine,

4
00:00:07,242 --> 00:00:09,796
a to je u polju proizvodnje aditiva,

5
00:00:09,796 --> 00:00:12,513
poznatije kao 3D štampanje.

6
00:00:12,513 --> 00:00:14,231
Vidite ovaj predmet.

7
00:00:14,231 --> 00:00:18,039
Izgleda prilično jednostavno,
ali je u isto vreme kompleksan.

8
00:00:18,549 --> 00:00:21,800
To je niz koncentričnih
geodezijskih struktura

9
00:00:21,800 --> 00:00:24,795
sa vezama između sebe.

10
00:00:24,795 --> 00:00:30,797
U svom kontekstu, nije ga moguće
proizvesti tradicionalnim tehnikama.

11
00:00:31,343 --> 00:00:35,290
Poseduje takvu simetriju da se ne može
dobiti ubrizgavanjem u kalup.

12
00:00:35,290 --> 00:00:38,879
Čak se ne može dobiti
izradom na glodalici.

13
00:00:39,470 --> 00:00:42,117
Ovo je posao za 3D štampač,

14
00:00:42,117 --> 00:00:46,598
ali većini 3D štampača bi bilo potrebno
između tri i deset sati da ga naprave,

15
00:00:46,598 --> 00:00:50,824
a mi ćemo večeras rizikovati da probamo
da ga napravimo na sceni

16
00:00:50,824 --> 00:00:53,401
tokom ovog govora od 10 minuta.

17
00:00:53,401 --> 00:00:55,440
Poželite nam sreću.

18
00:00:56,350 --> 00:00:59,624
"3D štampanje" je zapravo pogrešan naziv.

19
00:00:59,624 --> 00:01:03,399
To je zapravo 2D štampanje,
iznova i iznova

20
00:01:03,919 --> 00:01:07,761
i zapravo koristi tehnologije
povezane sa 2D štampanjem.

21
00:01:08,401 --> 00:01:13,360
Pomislite na štampanje mastilom gde
na list stavite mastilo da dobijete slova,

22
00:01:13,360 --> 00:01:18,346
i onda to radite iznova i iznova
kako bi se dobio trodimenzionalni objekat.

23
00:01:18,346 --> 00:01:20,267
U mikroelektronici, koristi se nešto

24
00:01:20,267 --> 00:01:22,737
što se zove litografija,
kako bi se uradilo isto to,

25
00:01:22,737 --> 00:01:25,145
kako bi se napravili tranzistori
i integrisana kola

26
00:01:25,145 --> 00:01:26,997
i napravila struktura nekoliko puta.

27
00:01:26,997 --> 00:01:29,399
Ovo su sve tehnologije 2D štampanja.

28
00:01:30,099 --> 00:01:33,987
Ja sam hemičar, znači da sam i ja
materijalni naučnik

29
00:01:33,987 --> 00:01:36,711
a moji saradnici su takođe
materijalni naučnici,

30
00:01:36,711 --> 00:01:39,010
jedan je hemičar, jedan je fizičar

31
00:01:39,010 --> 00:01:41,936
i počelo je da nas interesuje
3D štampanje.

32
00:01:41,936 --> 00:01:47,531
Kao što znate, nove ideje su veoma često
jednostavne veze

33
00:01:47,531 --> 00:01:51,274
između ljudi sa različitim iskustvima
iz različitih zajednica,

34
00:01:51,274 --> 00:01:52,751
i to je naša priča.

35
00:01:53,591 --> 00:01:56,122
Inspirisala nas je scena

36
00:01:56,122 --> 00:02:00,893
iz "Terminatora 2" sa T-1000

37
00:02:00,893 --> 00:02:05,836
i pomislili smo, zašto 3D štampač
ne bi ovako funkcionisao,

38
00:02:06,426 --> 00:02:10,362
gde bi se predmet podizao iz barice

39
00:02:11,052 --> 00:02:13,520
u suštini u realnom vremenu

40
00:02:13,520 --> 00:02:15,749
bez ikakvog otpada

41
00:02:15,749 --> 00:02:18,071
kako bi nastao sjajan predmet.

42
00:02:18,071 --> 00:02:19,488
Baš kao u filmovima.

43
00:02:19,488 --> 00:02:22,877
Možemo li biti inspirisani Holivudom

44
00:02:22,877 --> 00:02:26,384
i smisliti načine da zapravo pokušamo
da nateramo ovo da radi?

45
00:02:26,384 --> 00:02:28,450
To je bio naš izazov.

46
00:02:28,450 --> 00:02:31,817
Naš pristup je bio,
ako bismo mogli da uradimo ovo,

47
00:02:31,817 --> 00:02:35,671
onda bismo mogli da u osnovi rešimo
tri problema koja sputavaju 3D štampanje

48
00:02:35,671 --> 00:02:38,086
da bude proces proizvodnje.

49
00:02:38,086 --> 00:02:40,617
Prvi je to što 3D štampanje traje večno.

50
00:02:40,617 --> 00:02:45,841
Postoje pečurke koje rastu brže
od delova koji se štampaju u 3D. (Smeh)

51
00:02:47,281 --> 00:02:49,417
Proces sloja po sloj

52
00:02:49,417 --> 00:02:52,319
dovodi do defekata
u mehaničkim svojstvima

53
00:02:52,319 --> 00:02:56,266
a ukoliko bismo "uzgajali" bez prekida
mogli bismo i da uklonimo te defekte.

54
00:02:56,266 --> 00:03:01,398
Zapravo, kada bismo veoma brzo "uzgajali",
mogli bismo da počnemo da koristimo

55
00:03:01,398 --> 00:03:06,042
materijale koji se sami suše,
mogli bismo da imamo neverovatna svojstva.

56
00:03:06,042 --> 00:03:10,151
Kada bismo mogli da izvedemo ovo,
da imitiramo Holivud,

57
00:03:10,151 --> 00:03:12,912
mogli bismo da rešimo 3D proizvodnju.

58
00:03:14,702 --> 00:03:17,953
Naš pristup je do koristimo
neka osnovna znanja

59
00:03:17,953 --> 00:03:20,553
iz hemije polimera

60
00:03:20,553 --> 00:03:27,152
kako bismo koristili svetlost i kiseonik
da neprestano "uzgajamo" delove.

61
00:03:27,152 --> 00:03:30,099
Svetlost i kiseonik funkcionišu
na različite načine.

62
00:03:30,099 --> 00:03:33,141
Svetlost može smolu da pretvori
u čvrstu materiju,

63
00:03:33,141 --> 00:03:35,295
tečnost u čvrstu materiju.

64
00:03:35,295 --> 00:03:38,829
Kiseonik usporava taj proces.

65
00:03:38,829 --> 00:03:42,080
Tako su svetlost i kiseonik
polarno suprotni

66
00:03:42,080 --> 00:03:44,588
sa hemijske tačke gledišta

67
00:03:44,588 --> 00:03:48,001
i ako prostorno možemo da kontrolišemo
svetlost i kiseonik,

68
00:03:48,001 --> 00:03:49,948
mogli bismo da kontrolišemo ovaj proces.

69
00:03:50,288 --> 00:03:53,739
Ovo nazivamo PSIT.
[Produkcija stalnog interfejsa tečnosti]

70
00:03:53,739 --> 00:03:55,615
Ima tri funkcionalne komponente.

71
00:03:56,465 --> 00:04:00,326
Prvo, ima rezervoar u kom je barica,

72
00:04:00,326 --> 00:04:02,205
baš kao T-1000.

73
00:04:02,205 --> 00:04:04,621
Na dnu rezervoara je poseban prozor.

74
00:04:04,621 --> 00:04:06,112
Vratiću se na to.

75
00:04:06,112 --> 00:04:09,892
Pored toga, ima i skelu
koja se spušta u baricu

76
00:04:09,892 --> 00:04:12,481
i izvlači predmet iz tečnosti.

77
00:04:12,481 --> 00:04:16,285
Treća komponenta je sistem
za digitalnu projekciju svetla

78
00:04:16,285 --> 00:04:18,305
ispod rezervoara,

79
00:04:18,305 --> 00:04:21,578
koji emituje svetlost
u ultraljubičastom regionu.

80
00:04:22,048 --> 00:04:25,271
Ključno je da je ovaj prozor
na dnu rezervoara,

81
00:04:25,271 --> 00:04:28,150
to je kompozitni materijal
i veoma poseban prozor.

82
00:04:28,150 --> 00:04:31,796
Ne samo da je transparentan na svetlo
već je i propustljiv na kiseonik.

83
00:04:31,796 --> 00:04:34,455
Ima karakteristike kao kontaktno sočivo.

84
00:04:35,435 --> 00:04:37,716
Možemo videti kako se odvija proces.

85
00:04:37,716 --> 00:04:41,130
Možete videti da kako spuštate skelu,

86
00:04:41,130 --> 00:04:45,309
u tradicionalnom procesu
sa prozorom kroz koji prodire kiseonik,

87
00:04:45,309 --> 00:04:47,148
pravi se dvodimenzionalni šablon

88
00:04:48,008 --> 00:04:51,370
i na kraju to zalepite za prozor
sa tradicionanim prozorom,

89
00:04:51,370 --> 00:04:54,922
a kako bi se uveo novi sloj,
morate da ga odvojite,

90
00:04:54,922 --> 00:04:58,451
uvedete novu smolu, premestite je

91
00:04:58,451 --> 00:05:00,910
i ponovite ovaj proces
iznova i iznova.

92
00:05:01,400 --> 00:05:03,234
Ali sa našim posebnim prozorom,

93
00:05:03,234 --> 00:05:06,563
sa kiseonikom koji dolazi odozdo,

94
00:05:06,563 --> 00:05:07,816
kako ga dodiruje svetlost,

95
00:05:09,256 --> 00:05:11,926
taj kiseonik usporava reakciju

96
00:05:11,926 --> 00:05:14,550
i možemo da stvorimo mrtvu zonu.

97
00:05:14,550 --> 00:05:18,869
Mrtva zona je debela po redu
desetina mikrona,

98
00:05:18,869 --> 00:05:22,096
to je dva ili tri prečnika ćelije
crvenog krvnog zrnca,

99
00:05:22,096 --> 00:05:24,627
baš na interfejsu prozora
koji ostaje u tečnom stanju

100
00:05:24,627 --> 00:05:26,577
i ovaj predmet dižemo

101
00:05:26,577 --> 00:05:28,969
i kao što smo rekli u svom naučnom radu,

102
00:05:28,969 --> 00:05:33,682
kako menjamo sadržaj kiseonika,
možemo da menjamo debljinu mrtve zone.

103
00:05:33,682 --> 00:05:37,374
Postoji nekoliko ključnih varijabli
koje kontrolišemo: sadržaj kiseonika,

104
00:05:37,374 --> 00:05:40,439
svetlost, intenzitet svetla,
doza koju treba osušiti,

105
00:05:40,439 --> 00:05:42,401
viskoznost, geometrija

106
00:05:42,401 --> 00:05:46,127
i koristimo veoma sofisticiran softver
da bismo kontrolisali ovaj proces.

107
00:05:46,697 --> 00:05:49,460
Rezultat je zapanjujući.

108
00:05:49,460 --> 00:05:53,196
25 do 100 puta je brže
od tradicionalnih 3D štampača,

109
00:05:54,336 --> 00:05:56,170
što potpuno menja igru.

110
00:05:56,170 --> 00:06:00,506
Pored te mogućnosti
dostavljanja tečnosti na interfejs,

111
00:06:00,506 --> 00:06:04,246
možemo da idemo 1000 puta brže

112
00:06:04,246 --> 00:06:07,803
i to otvara mogućnosti
za stvaranje dosta toplote,

113
00:06:07,803 --> 00:06:11,866
a kao hemijski inženjer, veoma se uzbudim
zbog prenosa toplote

114
00:06:11,866 --> 00:06:16,045
i zamisli da jednog dana možemo imati
3D štampače sa vodenim hlađenjem

115
00:06:16,045 --> 00:06:18,437
jer će ići tako brzo.

116
00:06:18,437 --> 00:06:22,500
Pored toga, zato što "uzgajamo" predmete,
eliminišu se slojevi

117
00:06:22,500 --> 00:06:24,474
i delovi su monolitni.

118
00:06:24,474 --> 00:06:26,564
Ne vidite površinsku strukturu.

119
00:06:26,564 --> 00:06:29,057
Imate površine koje su glatke
na molekularnom nivou.

120
00:06:29,057 --> 00:06:33,297
Mehanička svojstva većine delova
koji su nastali u 3D štampaču

121
00:06:33,297 --> 00:06:37,593
na zlom su glasu zbog svojstava
koji zavise od pravca

122
00:06:37,593 --> 00:06:41,354
u kom ih štampate,
zbog strukture nalik na slojeve.

123
00:06:41,354 --> 00:06:43,699
Ali kada ovako "uzgajate" predmete,

124
00:06:43,699 --> 00:06:47,368
svojstva ne zavise od pravca štampanja.

125
00:06:47,368 --> 00:06:50,317
Ovi delovi izgledaju kao da su
nastali ubacivanjem u kalupe,

126
00:06:50,317 --> 00:06:53,729
što je umnogome drugačije
od tradicionalnog 3D štampanja.

127
00:06:53,729 --> 00:06:57,259
Pored toga, možemo da primenimo

128
00:06:57,259 --> 00:07:00,835
ceo udžbenik hemije polimera

129
00:07:00,835 --> 00:07:04,826
i možemo da osmislimo hemije
koje mogu da dovedu do izražaja

130
00:07:04,826 --> 00:07:07,868
svojstva koja zaista želite
u 3D odštampanom proizvodu.

131
00:07:07,868 --> 00:07:09,205
(Aplauz)

132
00:07:09,205 --> 00:07:12,439
Eto ga. To je sjajno.

133
00:07:14,049 --> 00:07:17,627
Uvek rizikujete da ovako nešto
neće raditi na sceni, zar ne?

134
00:07:18,177 --> 00:07:21,056
Ali možemo da imamo materijale
sa sjajnim mehaničkim svojstvima.

135
00:07:21,056 --> 00:07:23,494
Po prvi put, možemo imati elastomere

136
00:07:23,494 --> 00:07:25,955
sa visokim elasticitetom i prigušenjem.

137
00:07:25,955 --> 00:07:29,368
Pomislite na kontrolu vibracija
ili odlične patike, na primer.

138
00:07:29,368 --> 00:07:31,978
Možemo da napravimo materijale
sa neverovatnom snagom,

139
00:07:32,828 --> 00:07:36,404
visokim odnosom snage po težini,
zaista snažne materijale,

140
00:07:36,404 --> 00:07:38,517
zaista sjajne elastomere,

141
00:07:38,517 --> 00:07:41,242
pa bacite to u publiku.

142
00:07:41,242 --> 00:07:43,878
Sjajna svojstva materijala.

143
00:07:43,878 --> 00:07:47,293
Sada je prilika,
da ako zapravo napravite deo

144
00:07:47,293 --> 00:07:50,973
koji ima svojstva da bude konačan deo

145
00:07:50,973 --> 00:07:54,073
i to uradite sa revolucionarnom brzinom,

146
00:07:54,073 --> 00:07:56,860
možete transformisati proizvodnju.

147
00:07:56,860 --> 00:07:59,716
Sada se u proizvodnji dešava

148
00:07:59,716 --> 00:08:02,678
takozvana digitalna nit
u digitalnoj proizvodnji.

149
00:08:02,678 --> 00:08:07,717
Ide se sa CAD nacrta, dizajna,
na prototip, pa na proizvodnju.

150
00:08:07,717 --> 00:08:10,440
Često se digitalna nit prekida
odmah kod prototipa

151
00:08:10,440 --> 00:08:12,872
jer ne možete da odete do proizvodnje

152
00:08:12,872 --> 00:08:16,587
jer većina delova nema svojstva
da bude konačni deo.

153
00:08:16,587 --> 00:08:18,978
Sada možemo povezati digitalnu nit

154
00:08:18,978 --> 00:08:23,227
sve od dizajna, preko prototipa,
do proizvodnje,

155
00:08:23,227 --> 00:08:26,176
i to zaista otvara mogućnosti
za mnogo toga,

156
00:08:26,176 --> 00:08:31,129
od automobila sa boljom ekonomijom goriva
gde se radi o boljim svojstvima rešetke

157
00:08:31,129 --> 00:08:33,080
sa boljim odnosom snage i težine,

158
00:08:33,080 --> 00:08:36,508
novim perajima turbine,
mnogo divnih stvari.

159
00:08:37,468 --> 00:08:42,623
Pomislite da vam treba stent
u hitnoj situaciji,

160
00:08:42,623 --> 00:08:46,593
umesto da doktor uzima stent sa police

161
00:08:46,593 --> 00:08:48,822
u standardnoj veličini,

162
00:08:48,822 --> 00:08:52,978
možete imati stent dizajniran za vas,
za vašu anatomiju

163
00:08:52,978 --> 00:08:54,789
po vašem krvotoku

164
00:08:54,789 --> 00:08:58,038
koji se štampa u hitnoj situaciji
u stvarnom vremenu od svojstava

165
00:08:58,038 --> 00:09:01,477
tako da stent može da se skloni
nakon 18 meseci - zaista revolucionarno.

166
00:09:01,477 --> 00:09:05,633
Ili digitalno zubarstvo
i pravljenje ovakvih struktura

167
00:09:05,633 --> 00:09:08,814
čak dok ste u stolici kod zubara.

168
00:09:08,814 --> 00:09:11,530
Pogledajte strukture koje pravimo
ja i moji učenici

169
00:09:11,530 --> 00:09:13,504
na Univerzitetu Severne Karoline.

170
00:09:13,504 --> 00:09:16,313
Ovo su neverovatne strukture
na mikro skali.

171
00:09:16,313 --> 00:09:19,309
Svet je zaista dobar u nano-proizvodnji.

172
00:09:19,309 --> 00:09:23,599
Murov zakon je doveo stvari
do nivoa od 10 mikrona i ispod.

173
00:09:23,599 --> 00:09:25,201
Zaista smo dobri u tome

174
00:09:25,201 --> 00:09:29,241
ali zapravo je veoma teško
napraviti stvari od 10 do 1000 mikrona,

175
00:09:29,241 --> 00:09:31,261
to je mezoskala.

176
00:09:31,261 --> 00:09:33,754
Suptraktivne tehnike
iz industrije silikona

177
00:09:33,754 --> 00:09:35,300
to ne mogu da rade veoma dobro.

178
00:09:35,300 --> 00:09:37,409
Ne mogu tako dobro da graviraju oblande.

179
00:09:37,409 --> 00:09:39,109
Ali ovaj proces je tako nežan

180
00:09:39,109 --> 00:09:41,594
da možemo da "uzgajamo" ove predmete
od samog početka

181
00:09:41,594 --> 00:09:43,590
koristeći aditivnu proizvodnju

182
00:09:43,590 --> 00:09:45,843
i da pravimo neverovatne stvari
za desetine sekundi,

183
00:09:45,843 --> 00:09:47,932
otvarajući nove tehnologije senzora,

184
00:09:47,932 --> 00:09:50,417
nove tehnike dostave lekova,

185
00:09:50,417 --> 00:09:54,149
nove primene laboratorija na čipu,
zaista revolucionarne stvari.

186
00:09:55,149 --> 00:09:59,983
Prilika da se u realnom vremenu
stvara deo

187
00:09:59,983 --> 00:10:02,816
koji ima svojstva konačnog dela

188
00:10:02,816 --> 00:10:05,792
zaista otvara 3D proizvodnju

189
00:10:05,792 --> 00:10:08,992
i ovo je za nas veoma uzbudljivo
jer je ovo zaista posedovanje

190
00:10:08,992 --> 00:10:15,589
preseka između hardvera, softvera
i molekularne nauke

191
00:10:15,589 --> 00:10:19,755
i jedva čekam da vidim
šta će sa ovom alatkom moći da urade

192
00:10:19,755 --> 00:10:22,029
dizajneri i naučnici širom sveta.

193
00:10:22,499 --> 00:10:24,618
Hvala na slušanju.

194
00:10:24,618 --> 00:10:29,727
(Aplauz)