WEBVTT

00:00:00.949 --> 00:00:02.773
Я дуже щасливий бути сьогодні тут.

00:00:02.773 --> 00:00:05.152
Два роки я працював над проектом

00:00:05.152 --> 00:00:07.242
в області аддитивного виробництва,

00:00:07.242 --> 00:00:09.796
або іншими словами - 3D друкування,

00:00:09.796 --> 00:00:12.513
і хочу поділитися з вами 
успіхами цього проекту.

NOTE Paragraph

00:00:12.513 --> 00:00:14.231
В мене в руках ви бачите цю річ.

00:00:14.231 --> 00:00:18.039
Вона здається простою, але насправді вона
доволі складна.

00:00:18.549 --> 00:00:21.800
Вона скомпонована з поєднаних між собою

00:00:21.800 --> 00:00:24.795
концентричних геодезичних елементів.

00:00:24.795 --> 00:00:30.797
Таку річ неможливо виготовити
за класичними технологіями.

00:00:31.343 --> 00:00:35.290
Через таку симетрію неможливо
застосувати виливання під тиском.

00:00:35.290 --> 00:00:38.879
І звичайна механічна обробка теж 
не підходить.

00:00:39.470 --> 00:00:42.117
Це завдання для 3D друкування.

00:00:42.117 --> 00:00:46.598
Проте виробництво такої речі на 
більшості 3D принтерів триватиме

00:00:46.598 --> 00:00:50.824
10 годин, а я ризикну прямо зараз 
перед вами виготовити її

00:00:50.824 --> 00:00:53.401
за 10 хвилин моєї промови.

00:00:53.401 --> 00:00:55.440
Тримайте за мене кулаки.

NOTE Paragraph

00:00:56.350 --> 00:00:59.624
Насправді, 3D друкування тільки 
так називається.

00:00:59.624 --> 00:01:03.399
Фактично, це багато разів повторюване
2D друкування,

00:01:03.919 --> 00:01:07.761
задля якого використовують саме
2D технології.

00:01:08.401 --> 00:01:13.360
Уявіть собі струменевий принтер, який
викладає літери на папері фарбою.

00:01:13.360 --> 00:01:18.346
Потрібно повторити це багато разів,
щоб отримати тривімірний об'єкт.

00:01:18.346 --> 00:01:20.417
В мікроелектроніці цей процес

00:01:20.417 --> 00:01:22.737
називається літографія.

00:01:22.737 --> 00:01:24.945
Завдяки ньому виготовляють тринзистори

00:01:24.945 --> 00:01:27.257
та інтегральні схеми, а потім збирають 
системи.

00:01:27.257 --> 00:01:29.399
Це все 2D технології.

NOTE Paragraph

00:01:30.099 --> 00:01:33.987
Я - хімік і матеріалознавець,

00:01:33.987 --> 00:01:36.711
мої співатори - також матеріалознавці:

00:01:36.711 --> 00:01:39.010
перший - хімік, другий - фізик,

00:01:39.010 --> 00:01:41.936
ми всі зацікавились 3D друкуванням.

00:01:41.936 --> 00:01:46.501
Часто нові ідеї зароджуються

00:01:46.501 --> 00:01:51.274
в колективах, де є різний досвід,

00:01:51.274 --> 00:01:52.751
так було і з нами.

NOTE Paragraph

00:01:53.591 --> 00:01:56.122
Нас надихнула сцена з фільму

00:01:56.122 --> 00:02:00.893
"Термінатор-2", де було відтворено Т-1000.

00:02:00.893 --> 00:02:03.216
Нам стало цікаво:

00:02:03.216 --> 00:02:08.172
як налаштувати 3D принтер таким чином,

00:02:08.172 --> 00:02:12.190
щоб кінцевий продукт формувався 
з рідкого стану,

00:02:12.190 --> 00:02:15.089
обов'язково синхронізовано в часі

00:02:15.089 --> 00:02:17.631
і без залишків?

00:02:17.631 --> 00:02:19.488
Точно так, як у фільмі.

00:02:19.488 --> 00:02:22.877
Чи можна зробити в реальності

00:02:22.877 --> 00:02:26.384
те саме, що зробили в Голівуді?

00:02:26.384 --> 00:02:28.450
Таким був наш виклик.

00:02:28.450 --> 00:02:31.817
Якби ми змогли це зробити,

00:02:31.817 --> 00:02:35.671
то ми б поборили три проблеми,
які завадили 3D друкуванню

00:02:35.671 --> 00:02:38.086
розвинутись у промислову технологію.

NOTE Paragraph

00:02:38.086 --> 00:02:40.617
По-перше, 3D друкування потребує 
забагато часу.

00:02:40.617 --> 00:02:43.550
Навіть деякі гриби ростуть швидше
за друковані на 3D принтері об'єкти.

00:02:43.550 --> 00:02:45.923
(Сміх в залі)

00:02:45.923 --> 00:02:49.417
Пошаровий процес друкування

00:02:49.417 --> 00:02:52.319
має недоліком дефекти 
механічних властивостей,

00:02:52.319 --> 00:02:56.266
якщо ж виготовляти безперервно,
можна уникнути таких дефектів.

00:02:56.266 --> 00:03:01.398
Ба більше: якщо виробляти достатньо 
швидко, можна використовувати

00:03:01.398 --> 00:03:06.042
самовулканізувальні матеріали
і досягти чудових властивостей.

00:03:06.042 --> 00:03:10.151
Якщо б нам це вдалось, 
як у голлівудському фільмі,

00:03:10.151 --> 00:03:12.912
то ми б знову повернулись
до 3D виробництва.

NOTE Paragraph

00:03:14.702 --> 00:03:17.953
Ми використали стандартні знання

00:03:17.953 --> 00:03:20.553
з полімерної хімії про те,

00:03:20.553 --> 00:03:27.152
як зв'язати світло і кисень 
для одномоментного формування деталей.

00:03:27.152 --> 00:03:30.099
Світло і кисень мають протилежну дію.

00:03:30.099 --> 00:03:33.141
Під впливом світла смола твердіє.

00:03:33.141 --> 00:03:35.295
З рідкого стану переходить в твердий.

00:03:35.295 --> 00:03:38.829
Кисень гальмує це перетворення.

00:03:38.829 --> 00:03:42.080
Отже, світло і кисень є протилежностями

00:03:42.080 --> 00:03:44.588
в хімічному процесі.

00:03:44.588 --> 00:03:48.001
Якби нам вдалось тримати окремо
світло і кисень,

00:03:48.001 --> 00:03:49.948
ми б змогли контролювати цей процес.

00:03:50.288 --> 00:03:53.739
Ми назвали це CLIP 
[Постійне продукування з рідким інтерфейсом]

00:03:53.739 --> 00:03:55.615
В ньому три функціональні складові.

00:03:56.465 --> 00:04:00.326
Резервуар з рідиною,

00:04:00.326 --> 00:04:02.205
як у Т-1000.

00:04:02.205 --> 00:04:04.621
На дні резервуара
є спеціальне віконце.

00:04:04.621 --> 00:04:06.112
Я ще повернусь до нього.

00:04:06.112 --> 00:04:09.892
Є платформа, яка занурюється в рідину

00:04:09.892 --> 00:04:12.481
і витягує об'єкт з неї.

00:04:12.481 --> 00:04:16.285
Третім компонентом є 
цифрова проекційна система світла,

00:04:16.285 --> 00:04:18.305
яка розміщується під резервуаром

00:04:18.305 --> 00:04:21.578
і випромінює світло ультрафіолетового
діапазону.

NOTE Paragraph

00:04:22.048 --> 00:04:25.271
Фокус в тому, що віконце на дні резервуару

00:04:25.271 --> 00:04:28.150
виготовлене з композиту.

00:04:28.150 --> 00:04:31.796
Воно пропускає не тільки світло,
а й кисень.

00:04:31.796 --> 00:04:34.455
Такі самі характеристики мають 
контактні лінзи.

00:04:35.435 --> 00:04:37.716
Можна спостерігати, як триває процес.

00:04:37.716 --> 00:04:41.130
В традиційному процесі 
з кисненезахисним віконцем

00:04:41.130 --> 00:04:45.309
платформа занурюється в резервуар,

00:04:45.309 --> 00:04:48.018
робить двовимірний відтиск на віконце

00:04:48.018 --> 00:04:51.370
і для того, щоб зробити новий відтиск,

00:04:51.370 --> 00:04:54.922
потрібно відділити попередній,

00:04:54.922 --> 00:04:57.581
захопити нову порцію смоли,

00:04:57.581 --> 00:05:00.910
встановити платформу і повторити 
це багато разів.

00:05:01.400 --> 00:05:03.484
Але, завдяки нашому особливому віконцю,

00:05:03.484 --> 00:05:06.563
кисень проникає через дно,

00:05:06.563 --> 00:05:09.256
взаємодіє зі світлом і гальмує реакцію,

00:05:09.256 --> 00:05:12.110
таким чином формується мертва зона.

00:05:13.350 --> 00:05:18.869
Ця зона завтовшки кілька
десятків мікрон,

00:05:18.869 --> 00:05:22.096
це дорівнює двом-трьом
діаметрам червоного кров'яного тільця,

00:05:22.096 --> 00:05:24.627
знаходится прямо над поверхнею,
що залишається рідкою,

00:05:24.627 --> 00:05:26.577
і ми підтягуємо об'єкт догори.

00:05:26.577 --> 00:05:28.969
Як було описано в звіті
про дослідження,

00:05:28.969 --> 00:05:33.682
змінюючи вміст кисню, ми можемо
регулювати товщину мертвої зони.

00:05:33.682 --> 00:05:37.374
Так ми маємо ключові змінні,
які можна регулювати:

00:05:37.374 --> 00:05:40.439
вміст кисню, світло, інтенсивність світла,
доза затвердіння,

00:05:40.439 --> 00:05:42.401
в'язкість, геометрія,

00:05:42.401 --> 00:05:45.817
все це регулюється за допомогою
високоточного програмного забезпечення.

NOTE Paragraph

00:05:46.697 --> 00:05:49.460
Результати вражають.

00:05:49.460 --> 00:05:53.196
Цей процес швидший за класичне 
3D друкування в 25-100 разів,

00:05:53.196 --> 00:05:56.170
а це вже якісна зміна.

00:05:56.170 --> 00:06:00.506
До того ж, прискоривши подачу рідини 
до віконця, ми прискоримо весь процес

00:06:00.506 --> 00:06:04.246
десь у 1000 разів,

00:06:04.246 --> 00:06:07.803
а це вже створює перспективу теплообміну
великого об'єму.

00:06:07.803 --> 00:06:11.866
Як інженер-хімік, я захоплений ідеєю,

00:06:11.866 --> 00:06:16.045
що одного дня ми матимемо водяне 
охолодження 3D принтерів

00:06:16.045 --> 00:06:18.437
завдяки швидкості їх роботи.

00:06:18.437 --> 00:06:22.500
Крім того, ми формуємо речі,
а не нашаровуємо.

00:06:22.500 --> 00:06:24.474
Тому деталі створюються монолітними.

00:06:24.474 --> 00:06:26.564
Поверхня не структурована.

00:06:26.564 --> 00:06:29.057
Вона гладка на молекулярному рівні.

00:06:29.057 --> 00:06:33.297
Виготовлення деталей на 3D принтері

00:06:33.297 --> 00:06:37.593
робить їх залежними від орієнтації 


00:06:37.593 --> 00:06:41.354
напрямку друку шарів.

00:06:41.354 --> 00:06:43.699
Але завдяки формуванню об'єктів,

00:06:43.699 --> 00:06:47.368
їхні властивості не залежать від
напрямку друкування.

00:06:47.368 --> 00:06:50.317
Виглядають вони як виготовлені 
шляхом відливання під тиском,

00:06:50.317 --> 00:06:53.729
а зовсім не як надруковані 
на класичному 3D принтері.

00:06:53.729 --> 00:06:57.259
Додам, що ми можемо

00:06:57.259 --> 00:07:00.835
використати всі надбання полімерної хімії 
і створити сполуки,

00:07:00.835 --> 00:07:04.826

які забезпечать потрібні властивості

00:07:04.826 --> 00:07:07.868
об'єктам 3D друкування.

NOTE Paragraph

00:07:07.868 --> 00:07:09.205
(Оплески)

NOTE Paragraph

00:07:09.205 --> 00:07:12.439
Ось він. Чудово.

00:07:14.049 --> 00:07:17.597
Завжди ризикуєш провалитися 
прямо на сцені, правда?

NOTE Paragraph

00:07:17.597 --> 00:07:21.286
Ми можемо отримати матеріали 
з чудовими механічними властивостями.

00:07:21.286 --> 00:07:23.674
Вперше ми можемо отримати еластомери

00:07:23.674 --> 00:07:25.955
високої елестичності або поглинаючої
властивості.

00:07:25.955 --> 00:07:29.368
Вони важливі для віброізоляції 
чи кросівок, наприклад.

00:07:29.368 --> 00:07:31.978
Можна виготовити матеріали 
значної міцності,

00:07:31.978 --> 00:07:35.854
з великим коефіцієнтом міцності до маси,

00:07:35.854 --> 00:07:38.517
справді прекрасні еластомери,

00:07:38.517 --> 00:07:41.242
я кидаю цей зразок в аудиторію.

00:07:41.242 --> 00:07:43.878
Про чудові матеріальні властивості.

NOTE Paragraph

00:07:43.878 --> 00:07:47.293
Нині з'явилась можливість

00:07:47.293 --> 00:07:50.973
виготовляти деталі з властивостями

00:07:50.973 --> 00:07:54.073
кінцевого продукту зі швидкістю, яка
змінює правила гри в царині,

00:07:54.073 --> 00:07:56.860
і це насправді трансформує виробництво.

00:07:56.860 --> 00:07:59.716
Сьогодні цифрове виробництво переходить

00:07:59.716 --> 00:08:02.678
на так звану безперервну інтеграцію 
процесів виробництва.

00:08:02.678 --> 00:08:06.057
За малюнком у САПР і конструюванням
відразу переходимо до прототипування

00:08:06.057 --> 00:08:10.440
і виробництва. Цей процес переривається 
на етапі прототипування,

00:08:10.440 --> 00:08:13.732
адже часто більшість деталей не мають 
властивостей кінцевого продукту,

00:08:13.732 --> 00:08:17.007
і щоб завершити виробництво, 
потрібно виготовити кожну з них окремо.

00:08:17.007 --> 00:08:18.978
За нових правил ми можемо відновити

00:08:18.978 --> 00:08:23.227
інтеграцію процесів від проектування
через прототипування до виробництва.

00:08:23.227 --> 00:08:26.176
Це відкриває можливості для безлічі
покращень:

00:08:26.176 --> 00:08:31.129
економічніші автівки, завдяки
властивостям ґратки з високим коефіцієнтом

00:08:31.129 --> 00:08:33.080
міцності до ваги,

00:08:33.080 --> 00:08:36.508
нові лопаті турбін, інші чудові речі.

NOTE Paragraph

00:08:37.468 --> 00:08:42.623
Якщо вам потрібен катетер у випадку
невідкладної допомоги,

00:08:42.623 --> 00:08:46.593
замість стандартного розміру

00:08:46.593 --> 00:08:48.822
доктор може за потребою

00:08:48.822 --> 00:08:52.978
прямо на місці роздрукувати персональний,

00:08:52.978 --> 00:08:54.789
відповідно до анатомії ваших судин

00:08:54.789 --> 00:08:58.038
катетер, який розпадеться без залишків


00:08:58.038 --> 00:09:01.477
через 18 місяців - ось це 
насправді інноваційно.

00:09:01.477 --> 00:09:05.633
Або в цифровій стоматології:

00:09:05.633 --> 00:09:08.814
відновлення відбувається нагайно, 
поки пацієнт сидить в кріслі.

00:09:08.814 --> 00:09:11.530
Ось структури, які було створено 
моїми учнями

00:09:11.530 --> 00:09:13.504
з університету Північної Кароліни.

00:09:13.504 --> 00:09:16.313
Це дивовижні мікроструктури.

NOTE Paragraph

00:09:16.313 --> 00:09:19.309
Знаєте, в світі вже добре організовано 
нановиробництво.

00:09:19.309 --> 00:09:23.599
Закон Мура дав поштовх розробляти речі
менші за 10 мікронів.

00:09:23.599 --> 00:09:25.201
І нам це добре вдається,

00:09:25.201 --> 00:09:29.241
але набагато складніше створювати речі 
мезомасштабу -

00:09:29.241 --> 00:09:31.261
від 10 до 1000 мікронів.

00:09:31.261 --> 00:09:33.754
Субтрактивні технології 
з кремнієвої галузі

00:09:33.754 --> 00:09:35.510
не дуже підходять для таких завдань.

00:09:35.510 --> 00:09:37.889
Вони не достатньо добре 
вміють вирізати пластини.

00:09:37.889 --> 00:09:39.699
Але наш процес настільки точний,

00:09:39.699 --> 00:09:42.104
ми можемо формувати такі об'єкти 
з низу до верху

00:09:42.104 --> 00:09:43.980
за допомогою адитивного
виробництва

00:09:43.980 --> 00:09:46.373
і створювати чудові речі 
за десятки секунд.

00:09:46.373 --> 00:09:48.882
Створювати нові сенсорні технології,

00:09:48.882 --> 00:09:50.417
нові техніки введення ліків,

00:09:50.417 --> 00:09:54.149
нові застосування типу "лабораторія на чіпі",
інші інноваційні речі.

NOTE Paragraph

00:09:55.149 --> 00:09:59.983
Така нагода виготовлення деталей
одномоментно

00:09:59.983 --> 00:10:02.816
з властивостями кінцевого продукту

00:10:02.816 --> 00:10:05.792
відкриває широкий шлях 3D друкуванню.

00:10:05.792 --> 00:10:08.992
Нас це дуже тішить, адже

00:10:08.992 --> 00:10:14.249
все це працює завдяки об'єднанню 
апаратного і програмного забезпечення

00:10:14.249 --> 00:10:18.585
з молекулярною наукою,
і я нетерпляче очікую на

00:10:18.585 --> 00:10:22.029
застосування цих інструментів 
в роботі дизйнерів та інженерів.

NOTE Paragraph

00:10:22.499 --> 00:10:24.618
Дякую за увагу.

NOTE Paragraph

00:10:24.618 --> 00:10:29.727
(Оплески)