İki yıldır üzerinde çalışmakta
olduğumuz bir şeyi sizinle paylaşmak için
burada olduğumdan dolayı çok heyecanlıyım
ve bu 3B baskı olarak da bilinen
katmanlı üretim konusuyla ilgili.
Burada bu objeyi görüyorsunuz.
Oldukça basit görünüyor, ama aynı zamanda oldukça kompleks.
Birbiri arasında bağlantıları olan
eşmerkezli jeodezik bir yapı seti.
Bu kapsamda, geleneksel üretim teknikleriyle üretilemez.
Simetrisinden dolayı enjeksiyon kalıplama yapamazsınız.
Frezeleme ile bile imal edemezsiniz.
Bu 3B yazıcının yapabileceği bir iş,
ama çoğu 3B yazıcının bunu imal etmesi üç ila on saat arasında sürer.
Bu akşam bu 10 dakikalık konuşma sırasında sahnede
bunu imal etme riskini alacağız.
Bize şans dileyin.
3B baskı aslında yanlış bir tanımlama.
Aslında bu tekrar tekrar 2B basım yapmak
ve doğrusu 2B baskıyla ilgili teknolojileri kullanıyor.
Mürekkep püskürtmeli yazıcıyla basımı düşünün. Harfleri elde etmek için sayfaya
mürekkep bırakırsınız ve üç boyutlu bir obje oluşturmak için bunu üst üste yaparsınız.
Mikro elektronikte buna benzer şeyler yapmak için,
transistör ve entegre devreler yapmak için,
pek çok defa bir yapıyı elde etmek için
litografi denen şey kullanılır.
Bunların hepsi 2B baskı teknolojileri.
Ben bir kimyagerim ve bir malzeme bilimciyim,
yanımdaki mucitler de malzeme bilimci,
biri kimyager, diğeri fizikçi
ve 3B baskıyla ilgilenmeye başladık.
Bildiğiniz gibi çoğunlukla yeni fikirler farklı alanlardan,
farklı deneyimlere sahip insanlar arasındaki basit bağlantılardır
ve bu bizim hikâyemiz.
Biz Terminatör 2'deki T-1000
sahnesinden esinlendik
ve neden bir 3B yazıcı bu şekilde çalışmasın diye düşündük.
Harika bir obje yapmak üzere
gerçek zamanlı olarak,
hiçbir atık olmadan
sıvı içinden çıkan bir objeniz var.
Evet, aynı filmdekiler gibi.
Hollywood'dan esinlenip gerçekte
bunun olması için yollar bulabilir miydik?
İşte bu bizim uğraştığımız şeydi.
Bizim yaklaşımımız, bunu yapabildiğimiz zaman,
aslında 3B baskının üretim süreci olmasını önleyen
üç soruna çözüm getirebilmiş olmaktı.
Birincisi, 3B baskı çok uzun sürüyor.
3B ile basılan parçalardan daha hızlı büyüyen mantarlar var. (Gülüşmeler)
Katmanlı süreç
mekanik özelliklerde hatalara sebep oluyor.
Eğer kesintisiz büyümesini sağlarsak, o hataları önleyebilirdik.
Aslında gerçekten çok hızlı büyümesini sağlarsak, kendiliğinden kürlemeyi sağlayan
malzemeleri kullanmaya da başlayabilirdik ve harika özelliklere sahip olurduk.
Eğer bunu başarabilirsek, Hollywood'u taklit edebilirsek,
doğrusu 3B üretime çözüm bulabilirdik.
Yaklaşımımız, parçaları kesintisiz büyütmek için
ışığı ve oksijeni kullanmak üzere
polimer kimyasındaki bazı standart bilgileri kullanmak.
Işık ve oksijen farklı şekillerde işler.
Işık reçineyi alıp bir katıya dönüştürebilir,
bir sıvıyı katıya dönüştürebilir.
Oksijen bu süreci engeller.
Yani kimyasal bakış açısıyla, ışık ve oksijen
birbirinin tam tersidirler.
Eğer ışık ve oksijeni uzaysal olarak kontrol edebilirsek,
bu süreci kontrol edebiliriz.
Buna CLIP [Sürekli Sıvı Arayüz Üretimi] adını veriyoruz.
Üç işlevsel bileşeni var.
Birincisi, sıvıyı tutan bir rezervuarı olması,
tıpkı T-1000 gibi.
Rezervuarın altında özel bir penceresi bulunuyor.
Buna sonra değineceğim.
Buna ek olarak, sıvının içine doğru inen
ve objeyi sıvıdan çıkaran bir tablası var.
Üçüncü bileşeni ise rezervuarın altında bulunan
dijital ışık yansıtma sistemi,
morötesi bölgede ışıkla aydınlanıyor.
Kilit nokta, rezervuarın altındaki bu pencerenin
kompozit olması, çok özel bir pencere olması.
Sadece ışığa geçirgen değil, aynı zamanda oksijene de geçirgen.
Kontak lens gibi özellikleri var.
Sürecin nasıl işlediğini görebiliyoruz.
Görülmeye başlandığı gibi, orada tablayı alçalttığınızda,
geleneksel süreçte, oksijeni geçirmeyen bir pencereyle
iki boyutlu desen yaparsınız
ve geleneksel pencere olunca pencereye yapıştırmak durumunda kalırsınız.
Bir sonraki katmanı başlatmak için, ayırmak zorundasınız,
yeni reçine koyup, yeniden yerleştirip,
tekrar tekrar bu süreci yapmak zorundasınız.
Ama çok özel penceremizle
yaptığımız şey, ışık vurup
alttan oksijen geldiğinde,
o oksijenin reaksiyon oluşturması
ve ölü bir kuşak oluşturmamız.
Bu ölü bölge yaklaşık onlarca mikron kalınlığında,
bu iki veya üç çap kalınlığında alyuvar kadar,
tam pencere arayüzünde sıvı olarak kalıyor
ve bu objeyi yukarı çekiyoruz.
Bir bilim dergisinde bahsettiğimiz gibi,
oksijen içeriğini değiştirince, ölü kuşak kalınlığını değiştirebiliyoruz.
Yani kontrol edebildiğimiz birkaç kilit değişkenimiz var:
Oksijen içeriği, ışık, ışık yoğunluğu, kürlemek için dozaj,
akışkanlık, geometri
ve bu süreci kontrol etmek için çok sofistike bir yazılım kullanıyoruz.
Sonuç oldukça şaşırtıcı.
Geleneksel 3B yazıcıdan 25 ila 100 kat daha hızlı,
ki bu da oyunu değiştiriyor.
Ayrıca o arayüze sıvı aktarma kabiliyetimiz yüzünden,
inanıyorum ki, 1.000 kat hızlı yapabiliriz
ve aslında bu durum çok fazla ısının yaratılmasına imkân sağlıyor.
Bir kimya mühendisi olarak, ısı transferi ve bir gün
suyla soğutulan 3B yazıcıların olması fikri ile ilgili olarak heyecanlanıyorum,
çünkü çok hızlılar.
Buna ek olarak, nesneleri büyüttüğümüz için katmanları elimine ediyoruz
ve parçalar yekpare.
Yüzey yapısını görmüyorsunuz.
Moleküler olarak pürüzsüz yüzeyleriniz var.
3B yazıcıda yapılan çoğu parçanın mekanik özelliklerinin,
bastığınız yöne bağlı olan özelliklere sahip olmasıyla bilinmesinin
sebebi ise katmanımsı yapısı.
Ancak objeleri bu şekilde büyütürseniz,
özellikler basım yönüne bağlı olarak değişmez.
Bunlar enjeksiyon kalıplama ile yapılan parçalara benziyor,
geleneksel 3B üretimden çok farklılar.
Ayrıca, buna bütün polimer kimyası
ders kitabını dâhil edebildik
ve bir 3B basılan objede gerçekten istediğiniz özellikleri ortaya çıkaracak
madde yapılarını tasarlayabildik.
(Alkış)
İşte burada. Bu harika.
Bunun gibi bir şeyin sahnede başarılı olmaması riskini hep alırsınız, değil mi?
Ancak harika mekanik özelliklere sahip malzemelere sahip olabiliriz.
İlk defa yüksek esneklik veya yüksek nemlendirmeye
sahip elastomerlere sahip olabildik.
Örneğin, titreşim kontrolü veya iyi lastik ayakkabıları düşünün.
Olağanüstü mukavemete, yüksek dayanım-ağırlık oranına,
gerçekten dayanıklı materyallere, gerçekten harika elastomerlere
sahip malzemeler yapabiliriz.
Bunu burada seyirciye atalım.
Yani harika malzeme özellikleri.
Şimdiki fırsat şu,
final parça olacak özellikleri olan bir parça gerçekten yaparsan
ve bunu oyunu değiştiren bir hızda yaparsan,
gerçekten de üretimi değiştirebilirsin.
Şu an üretimde olan şey,
dijital üretimdeki dijital ip adı verilen şey.
BDT (CAD) çizimden, tasarımdan prototipe, üretime gidiyoruz.
Dijital ip çoğunlukla prototip aşamasında kopuyor,
çünkü üretime kadar gidemiyorsunuz,
çünkü parçaların çoğunluğunun final parça olabilecek özellikleri bulunmuyor.
Artık dijital ipi başından sonuna, tasarımdan
prototiplemeye ve üretime kadar bağlayabiliriz.
Bu olanak her türlü şeyin kapılarını açıyor,
harika kafes özellikleriyle, yüksek dayanım-ağırlık oranıyla
daha fazla yakıt tasarrufuna sahip arabalar,
yeni türbin kanatları, her türlü harika şey.
Acil bir durumda stente ihtiyacınız olduğunu düşünün,
doktorun standart büyüklükteki bir stenti
raftan alması yerine,
sizin için, kendi anatominiz için,
kendi kanallarınızla tasarlanan,
18 ay sonra kaybolacak özelliklerle acil durum anında gerçek zamanlı
olarak basılan bir stente sahip olmak: Gerçekten oyunu değiştirici.
Ya da dijital dişçilik ve hâlâ dişçi koltuğundayken
bu tür yapıları yapmak.
Kuzey Karolina Üniversitesi'nde öğrencilerimin yaptığı
yapılara bakın.
Bunlar inanılmaz mikro ölçekteki yapılar.
Biliyorsunuz ki, dünya nano fabrikasyonda gerçekten iyi.
Moore Yasası, nesneleri 10 mikronun altına indirdi.
Bunda gerçekten iyiyiz,
ama 10 mikrondan 1.000 mikrona kadar, orta ölçekte
şeyler yapmak oldukça güç.
Silikon endüstrisindeki eksiltici teknikler
bunu çok iyi yapamıyor.
Devre levhalarını o kadar iyi aşındıramıyorlar.
Ancak bu süreç çok hassas,
bu objeleri aşağıdan yukarıya
katmanlı imalat ile büyütebiliyoruz
ve onlarca saniye içinde harika şeyler yapabiliyoruz,
yeni sensör teknolojileri ortaya çıkarabiliyoruz,
yeni ilaç teslimi teknikleri,
yeni yonga üstünde laboratuvar (lab-on-a-chip) uygulamaları, gerçekten oyunu değiştiren şeyler.
Yani final bir parçanın özelliklerine sahip
bir parçayı gerçek zamanlı olarak yapma olanağı
3B imalatı gerçekten geliştiriyor.
Donanım, yazılım ve moleküler bilim arasındaki kesişime
gerçekten sahip olmak açısından bu bizim için çok heyecan verici.
Dünyanın dört bir yanındaki tasarımcıların ve mühendislerin bu harika araçla
neler yapabileceğini görmek için sabırsızlanıyorum.
Dinlediğiniz için teşekkürler.
(Alkış)