1
00:00:00,949 --> 00:00:02,773
Я дуже щасливий бути сьогодні тут.

2
00:00:02,773 --> 00:00:05,152
Два роки я працював над проектом

3
00:00:05,152 --> 00:00:07,242
в області аддитивного виробництва,

4
00:00:07,242 --> 00:00:09,796
або іншими словами - 3D друкування,

5
00:00:09,796 --> 00:00:12,513
і хочу поділитися з вами 
успіхами цього проекту.

6
00:00:12,513 --> 00:00:14,231
В мене в руках ви бачите цю річ.

7
00:00:14,231 --> 00:00:18,039
Вона здається простою, але насправді вона
доволі складна.

8
00:00:18,549 --> 00:00:21,800
Вона скомпонована з поєднаних між собою

9
00:00:21,800 --> 00:00:24,795
концентричних геодезичних елементів.

10
00:00:24,795 --> 00:00:30,797
Таку річ неможливо виготовити
за класичними технологіями.

11
00:00:31,343 --> 00:00:35,290
Через таку симетрію неможливо
застосувати виливання під тиском.

12
00:00:35,290 --> 00:00:38,879
І звичайна механічна обробка теж 
не підходить.

13
00:00:39,470 --> 00:00:42,117
Це завдання для 3D друкування.

14
00:00:42,117 --> 00:00:46,598
Проте виробництво такої речі на 
більшості 3D принтерів триватиме

15
00:00:46,598 --> 00:00:50,824
10 годин, а я ризикну прямо зараз 
перед вами виготовити її

16
00:00:50,824 --> 00:00:53,401
за 10 хвилин моєї промови.

17
00:00:53,401 --> 00:00:55,440
Тримайте за мене кулаки.

18
00:00:56,350 --> 00:00:59,624
Насправді, 3D друкування тільки 
так називається.

19
00:00:59,624 --> 00:01:03,399
Фактично, це багато разів повторюване
2D друкування,

20
00:01:03,919 --> 00:01:07,761
задля якого використовують саме
2D технології.

21
00:01:08,401 --> 00:01:13,360
Уявіть собі струменевий принтер, який
викладає літери на папері фарбою.

22
00:01:13,360 --> 00:01:18,346
Потрібно повторити це багато разів,
щоб отримати тривімірний об'єкт.

23
00:01:18,346 --> 00:01:20,417
В мікроелектроніці цей процес

24
00:01:20,417 --> 00:01:22,737
називається літографія.

25
00:01:22,737 --> 00:01:24,945
Завдяки ньому виготовляють тринзистори

26
00:01:24,945 --> 00:01:27,257
та інтегральні схеми, а потім збирають 
системи.

27
00:01:27,257 --> 00:01:29,399
Це все 2D технології.

28
00:01:30,099 --> 00:01:33,987
Я - хімік і матеріалознавець,

29
00:01:33,987 --> 00:01:36,711
мої співатори - також матеріалознавці:

30
00:01:36,711 --> 00:01:39,010
перший - хімік, другий - фізик,

31
00:01:39,010 --> 00:01:41,936
ми всі зацікавились 3D друкуванням.

32
00:01:41,936 --> 00:01:46,501
Часто нові ідеї зароджуються

33
00:01:46,501 --> 00:01:51,274
в колективах, де є різний досвід,

34
00:01:51,274 --> 00:01:52,751
так було і з нами.

35
00:01:53,591 --> 00:01:56,122
Нас надихнула сцена з фільму

36
00:01:56,122 --> 00:02:00,893
"Термінатор-2", де було відтворено Т-1000.

37
00:02:00,893 --> 00:02:03,216
Нам стало цікаво:

38
00:02:03,216 --> 00:02:08,172
як налаштувати 3D принтер таким чином,

39
00:02:08,172 --> 00:02:12,190
щоб кінцевий продукт формувався 
з рідкого стану,

40
00:02:12,190 --> 00:02:15,089
обов'язково синхронізовано в часі

41
00:02:15,089 --> 00:02:17,631
і без залишків?

42
00:02:17,631 --> 00:02:19,488
Точно так, як у фільмі.

43
00:02:19,488 --> 00:02:22,877
Чи можна зробити в реальності

44
00:02:22,877 --> 00:02:26,384
те саме, що зробили в Голівуді?

45
00:02:26,384 --> 00:02:28,450
Таким був наш виклик.

46
00:02:28,450 --> 00:02:31,817
Якби ми змогли це зробити,

47
00:02:31,817 --> 00:02:35,671
то ми б поборили три проблеми,
які завадили 3D друкуванню

48
00:02:35,671 --> 00:02:38,086
розвинутись у промислову технологію.

49
00:02:38,086 --> 00:02:40,617
По-перше, 3D друкування потребує 
забагато часу.

50
00:02:40,617 --> 00:02:43,550
Навіть деякі гриби ростуть швидше
за друковані на 3D принтері об'єкти.

51
00:02:43,550 --> 00:02:45,923
(Сміх в залі)

52
00:02:45,923 --> 00:02:49,417
Пошаровий процес друкування

53
00:02:49,417 --> 00:02:52,319
має недоліком дефекти 
механічних властивостей,

54
00:02:52,319 --> 00:02:56,266
якщо ж виготовляти безперервно,
можна уникнути таких дефектів.

55
00:02:56,266 --> 00:03:01,398
Ба більше: якщо виробляти достатньо 
швидко, можна використовувати

56
00:03:01,398 --> 00:03:06,042
самовулканізувальні матеріали
і досягти чудових властивостей.

57
00:03:06,042 --> 00:03:10,151
Якщо б нам це вдалось, 
як у голлівудському фільмі,

58
00:03:10,151 --> 00:03:12,912
то ми б знову повернулись
до 3D виробництва.

59
00:03:14,702 --> 00:03:17,953
Ми використали стандартні знання

60
00:03:17,953 --> 00:03:20,553
з полімерної хімії про те,

61
00:03:20,553 --> 00:03:27,152
як зв'язати світло і кисень 
для одномоментного формування деталей.

62
00:03:27,152 --> 00:03:30,099
Світло і кисень мають протилежну дію.

63
00:03:30,099 --> 00:03:33,141
Під впливом світла смола твердіє.

64
00:03:33,141 --> 00:03:35,295
З рідкого стану переходить в твердий.

65
00:03:35,295 --> 00:03:38,829
Кисень гальмує це перетворення.

66
00:03:38,829 --> 00:03:42,080
Отже, світло і кисень є протилежностями

67
00:03:42,080 --> 00:03:44,588
в хімічному процесі.

68
00:03:44,588 --> 00:03:48,001
Якби нам вдалось тримати окремо
світло і кисень,

69
00:03:48,001 --> 00:03:49,948
ми б змогли контролювати цей процес.

70
00:03:50,288 --> 00:03:53,739
Ми назвали це CLIP 
[Постійне продукування з рідким інтерфейсом]

71
00:03:53,739 --> 00:03:55,615
В ньому три функціональні складові.

72
00:03:56,465 --> 00:04:00,326
Резервуар з рідиною,

73
00:04:00,326 --> 00:04:02,205
як у Т-1000.

74
00:04:02,205 --> 00:04:04,621
На дні резервуара
є спеціальне віконце.

75
00:04:04,621 --> 00:04:06,112
Я ще повернусь до нього.

76
00:04:06,112 --> 00:04:09,892
Є платформа, яка занурюється в рідину

77
00:04:09,892 --> 00:04:12,481
і витягує об'єкт з неї.

78
00:04:12,481 --> 00:04:16,285
Третім компонентом є 
цифрова проекційна система світла,

79
00:04:16,285 --> 00:04:18,305
яка розміщується під резервуаром

80
00:04:18,305 --> 00:04:21,578
і випромінює світло ультрафіолетового
діапазону.

81
00:04:22,048 --> 00:04:25,271
Фокус в тому, що віконце на дні резервуару

82
00:04:25,271 --> 00:04:28,150
виготовлене з композиту.

83
00:04:28,150 --> 00:04:31,796
Воно пропускає не тільки світло,
а й кисень.

84
00:04:31,796 --> 00:04:34,455
Такі самі характеристики мають 
контактні лінзи.

85
00:04:35,435 --> 00:04:37,716
Можна спостерігати, як триває процес.

86
00:04:37,716 --> 00:04:41,130
В традиційному процесі 
з кисненезахисним віконцем

87
00:04:41,130 --> 00:04:45,309
платформа занурюється в резервуар,

88
00:04:45,309 --> 00:04:48,018
робить двовимірний відтиск на віконце

89
00:04:48,018 --> 00:04:51,370
і для того, щоб зробити новий відтиск,

90
00:04:51,370 --> 00:04:54,922
потрібно відділити попередній,

91
00:04:54,922 --> 00:04:57,581
захопити нову порцію смоли,

92
00:04:57,581 --> 00:05:00,910
встановити платформу і повторити 
це багато разів.

93
00:05:01,400 --> 00:05:03,484
Але, завдяки нашому особливому віконцю,

94
00:05:03,484 --> 00:05:06,563
кисень проникає через дно,

95
00:05:06,563 --> 00:05:09,256
взаємодіє зі світлом і гальмує реакцію,

96
00:05:09,256 --> 00:05:12,110
таким чином формується мертва зона.

97
00:05:13,350 --> 00:05:18,869
Ця зона завтовшки кілька
десятків мікрон,

98
00:05:18,869 --> 00:05:22,096
це дорівнює двом-трьом
діаметрам червоного кров'яного тільця,

99
00:05:22,096 --> 00:05:24,627
знаходится прямо над поверхнею,
що залишається рідкою,

100
00:05:24,627 --> 00:05:26,577
і ми підтягуємо об'єкт догори.

101
00:05:26,577 --> 00:05:28,969
Як було описано в звіті
про дослідження,

102
00:05:28,969 --> 00:05:33,682
змінюючи вміст кисню, ми можемо
регулювати товщину мертвої зони.

103
00:05:33,682 --> 00:05:37,374
Так ми маємо ключові змінні,
які можна регулювати:

104
00:05:37,374 --> 00:05:40,439
вміст кисню, світло, інтенсивність світла,
доза затвердіння,

105
00:05:40,439 --> 00:05:42,401
в'язкість, геометрія,

106
00:05:42,401 --> 00:05:45,817
все це регулюється за допомогою
високоточного програмного забезпечення.

107
00:05:46,697 --> 00:05:49,460
Результати вражають.

108
00:05:49,460 --> 00:05:53,196
Цей процес швидший за класичне 
3D друкування в 25-100 разів,

109
00:05:53,196 --> 00:05:56,170
а це вже якісна зміна.

110
00:05:56,170 --> 00:06:00,506
До того ж, прискоривши подачу рідини 
до віконця, ми прискоримо весь процес

111
00:06:00,506 --> 00:06:04,246
десь у 1000 разів,

112
00:06:04,246 --> 00:06:07,803
а це вже створює перспективу теплообміну
великого об'єму.

113
00:06:07,803 --> 00:06:11,866
Як інженер-хімік, я захоплений ідеєю,

114
00:06:11,866 --> 00:06:16,045
що одного дня ми матимемо водяне 
охолодження 3D принтерів

115
00:06:16,045 --> 00:06:18,437
завдяки швидкості їх роботи.

116
00:06:18,437 --> 00:06:22,500
Крім того, ми формуємо речі,
а не нашаровуємо.

117
00:06:22,500 --> 00:06:24,474
Тому деталі створюються монолітними.

118
00:06:24,474 --> 00:06:26,564
Поверхня не структурована.

119
00:06:26,564 --> 00:06:29,057
Вона гладка на молекулярному рівні.

120
00:06:29,057 --> 00:06:33,297
Виготовлення деталей на 3D принтері

121
00:06:33,297 --> 00:06:37,593
робить їх залежними від орієнтації 


122
00:06:37,593 --> 00:06:41,354
напрямку друку шарів.

123
00:06:41,354 --> 00:06:43,699
Але завдяки формуванню об'єктів,

124
00:06:43,699 --> 00:06:47,368
їхні властивості не залежать від
напрямку друкування.

125
00:06:47,368 --> 00:06:50,317
Виглядають вони як виготовлені 
шляхом відливання під тиском,

126
00:06:50,317 --> 00:06:53,729
а зовсім не як надруковані 
на класичному 3D принтері.

127
00:06:53,729 --> 00:06:57,259
Додам, що ми можемо

128
00:06:57,259 --> 00:07:00,835
використати всі надбання полімерної хімії 
і створити сполуки,

129
00:07:00,835 --> 00:07:04,826

які забезпечать потрібні властивості

130
00:07:04,826 --> 00:07:07,868
об'єктам 3D друкування.

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

132
00:07:09,205 --> 00:07:12,439
Ось він. Чудово.

133
00:07:14,049 --> 00:07:17,597
Завжди ризикуєш провалитися 
прямо на сцені, правда?

134
00:07:17,597 --> 00:07:21,286
Ми можемо отримати матеріали 
з чудовими механічними властивостями.

135
00:07:21,286 --> 00:07:23,674
Вперше ми можемо отримати еластомери

136
00:07:23,674 --> 00:07:25,955
високої елестичності або поглинаючої
властивості.

137
00:07:25,955 --> 00:07:29,368
Вони важливі для віброізоляції 
чи кросівок, наприклад.

138
00:07:29,368 --> 00:07:31,978
Можна виготовити матеріали 
значної міцності,

139
00:07:31,978 --> 00:07:35,854
з великим коефіцієнтом міцності до маси,

140
00:07:35,854 --> 00:07:38,517
справді прекрасні еластомери,

141
00:07:38,517 --> 00:07:41,242
я кидаю цей зразок в аудиторію.

142
00:07:41,242 --> 00:07:43,878
Про чудові матеріальні властивості.

143
00:07:43,878 --> 00:07:47,293
Нині з'явилась можливість

144
00:07:47,293 --> 00:07:50,973
виготовляти деталі з властивостями

145
00:07:50,973 --> 00:07:54,073
кінцевого продукту зі швидкістю, яка
змінює правила гри в царині,

146
00:07:54,073 --> 00:07:56,860
і це насправді трансформує виробництво.

147
00:07:56,860 --> 00:07:59,716
Сьогодні цифрове виробництво переходить

148
00:07:59,716 --> 00:08:02,678
на так звану безперервну інтеграцію 
процесів виробництва.

149
00:08:02,678 --> 00:08:06,057
За малюнком у САПР і конструюванням
відразу переходимо до прототипування

150
00:08:06,057 --> 00:08:10,440
і виробництва. Цей процес переривається 
на етапі прототипування,

151
00:08:10,440 --> 00:08:13,732
адже часто більшість деталей не мають 
властивостей кінцевого продукту,

152
00:08:13,732 --> 00:08:17,007
і щоб завершити виробництво, 
потрібно виготовити кожну з них окремо.

153
00:08:17,007 --> 00:08:18,978
За нових правил ми можемо відновити

154
00:08:18,978 --> 00:08:23,227
інтеграцію процесів від проектування
через прототипування до виробництва.

155
00:08:23,227 --> 00:08:26,176
Це відкриває можливості для безлічі
покращень:

156
00:08:26,176 --> 00:08:31,129
економічніші автівки, завдяки
властивостям ґратки з високим коефіцієнтом

157
00:08:31,129 --> 00:08:33,080
міцності до ваги,

158
00:08:33,080 --> 00:08:36,508
нові лопаті турбін, інші чудові речі.

159
00:08:37,468 --> 00:08:42,623
Якщо вам потрібен катетер у випадку
невідкладної допомоги,

160
00:08:42,623 --> 00:08:46,593
замість стандартного розміру

161
00:08:46,593 --> 00:08:48,822
доктор може за потребою

162
00:08:48,822 --> 00:08:52,978
прямо на місці роздрукувати персональний,

163
00:08:52,978 --> 00:08:54,789
відповідно до анатомії ваших судин

164
00:08:54,789 --> 00:08:58,038
катетер, який розпадеться без залишків


165
00:08:58,038 --> 00:09:01,477
через 18 місяців - ось це 
насправді інноваційно.

166
00:09:01,477 --> 00:09:05,633
Або в цифровій стоматології:

167
00:09:05,633 --> 00:09:08,814
відновлення відбувається нагайно, 
поки пацієнт сидить в кріслі.

168
00:09:08,814 --> 00:09:11,530
Ось структури, які було створено 
моїми учнями

169
00:09:11,530 --> 00:09:13,504
з університету Північної Кароліни.

170
00:09:13,504 --> 00:09:16,313
Це дивовижні мікроструктури.

171
00:09:16,313 --> 00:09:19,309
Знаєте, в світі вже добре організовано 
нановиробництво.

172
00:09:19,309 --> 00:09:23,599
Закон Мура дав поштовх розробляти речі
менші за 10 мікронів.

173
00:09:23,599 --> 00:09:25,201
І нам це добре вдається,

174
00:09:25,201 --> 00:09:29,241
але набагато складніше створювати речі 
мезомасштабу -

175
00:09:29,241 --> 00:09:31,261
від 10 до 1000 мікронів.

176
00:09:31,261 --> 00:09:33,754
Субтрактивні технології 
з кремнієвої галузі

177
00:09:33,754 --> 00:09:35,510
не дуже підходять для таких завдань.

178
00:09:35,510 --> 00:09:37,889
Вони не достатньо добре 
вміють вирізати пластини.

179
00:09:37,889 --> 00:09:39,699
Але наш процес настільки точний,

180
00:09:39,699 --> 00:09:42,104
ми можемо формувати такі об'єкти 
з низу до верху

181
00:09:42,104 --> 00:09:43,980
за допомогою адитивного
виробництва

182
00:09:43,980 --> 00:09:46,373
і створювати чудові речі 
за десятки секунд.

183
00:09:46,373 --> 00:09:48,882
Створювати нові сенсорні технології,

184
00:09:48,882 --> 00:09:50,417
нові техніки введення ліків,

185
00:09:50,417 --> 00:09:54,149
нові застосування типу "лабораторія на чіпі",
інші інноваційні речі.

186
00:09:55,149 --> 00:09:59,983
Така нагода виготовлення деталей
одномоментно

187
00:09:59,983 --> 00:10:02,816
з властивостями кінцевого продукту

188
00:10:02,816 --> 00:10:05,792
відкриває широкий шлях 3D друкуванню.

189
00:10:05,792 --> 00:10:08,992
Нас це дуже тішить, адже

190
00:10:08,992 --> 00:10:14,249
все це працює завдяки об'єднанню 
апаратного і програмного забезпечення

191
00:10:14,249 --> 00:10:18,585
з молекулярною наукою,
і я нетерпляче очікую на

192
00:10:18,585 --> 00:10:22,029
застосування цих інструментів 
в роботі дизйнерів та інженерів.

193
00:10:22,499 --> 00:10:24,618
Дякую за увагу.

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