Return to Video

ماذا لو كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع 100 مرة؟

  • 0:01 - 0:03
    أنا سعيد لكوني هنا الليلة
  • 0:03 - 0:05
    لكي اشارك معكم بعض العمل الذي نقوم به
  • 0:05 - 0:07
    ﻷكثر من سنتين
  • 0:07 - 0:10
    و عملي في مجال الصناعة بالأضافة
  • 0:10 - 0:13
    و أيضا معروفة بالطباعة ثلاثية اﻷبعاد
  • 0:13 - 0:14
    هل ترون هذا الشيء
  • 0:14 - 0:18
    انه يبدو بسيطا للغاية. و لكنه
    في نفس الوقت معقد جدا
  • 0:19 - 0:22
    انه مجموعة من الجيوديسيدات متحدة المركز
  • 0:22 - 0:25
    بروابط بين كل منها.
  • 0:25 - 0:31
    بهذه الصورة، هو غير قابل للتصنيع
    باساليب الصناعة التقليدية
  • 0:31 - 0:35
    انه متماثل بحيث لا يمكنك
    صبها بواسطة الحقن
  • 0:35 - 0:39
    و لا يمكنك حتى تصنيعه بواسطة
    التفريز
  • 0:39 - 0:42
    هذه مهمة الطابعة ثلاثية اﻷبعاد
  • 0:42 - 0:47
    لكن يستغرق تصنيعها من 3 الى 10 ساعات
    بأغلب الطابعات الثلاثية اﻷبعاد
  • 0:47 - 0:51
    و نحن سنخاطر لتصنيعها
    الليلة على المسرح
  • 0:51 - 0:53
    خلال العشر دقائق مدة هذه المحادثة
  • 0:53 - 0:56
    تمنوا لنا الحظ
  • 0:56 - 1:00
    حسنا، الطباعة ثلاثية الأبعاد في
    الحقيقه تسمية غير دقيقة
  • 1:00 - 1:04
    انها في الحقيقة طبقات من الطباعة
    ثنائية الابعاد بعضها فوق بعض
  • 1:04 - 1:08
    و هي في الحقيقة تستخدم التكنولوجيا
    المصاحبة للطباعة ثنائية البعد
  • 1:08 - 1:13
    فكروا بطابعة ورق حبريه و ما نفعله
    هو صب الحبر على الورق لتكوين الحروف
  • 1:13 - 1:18
    قوموا بتكرار العمليه مرارا مع وضع الطبقات
    بعضها على بعض لبناء شكل جسم ثلاثي الأبعاد
  • 1:18 - 1:20
    في الالكترونيات الدقيقه انهم يستخدمون شيء
  • 1:20 - 1:23
    يسمى ليثوجرافي لفعل اشياء بنفس هذا الاسلوب
  • 1:23 - 1:25
    لتصنيع الترانزيستور و شرائح
    الدوائر المتكاملة
  • 1:25 - 1:27
    و لتصنيع جسم لعدة مرات
  • 1:27 - 1:30
    هذه هي كل الاساليب التكنولوجية
    المستخدمة في الطباعه ثنائية اﻷبعاد
  • 1:30 - 1:34
    حسنا، أنا كيميائي، كما أنني
    عالم في المواد
  • 1:34 - 1:37
    كما أن شركائي المخترعين ايضا علماء مواد
  • 1:37 - 1:39
    أحدهم كيميائي و الآخر فيزيائي
  • 1:39 - 1:42
    و قد بدأنا الاهتمام بالطباعة ثلاثية اﻷبعاد
  • 1:42 - 1:48
    و غالبا كما تعلمون فان الافكار
    الجديده غالبا علاقات بسيطة
  • 1:48 - 1:51
    بأناس ذوي خبرات مختلفة و من مجتمعات مختلفة
  • 1:51 - 1:54
    و هذه هي قصتنا
  • 1:54 - 1:56
    حسنا، لقد ألهمنا
  • 1:56 - 2:01
    مشهد من فيلم ( 2 terminator) ل T-1000
  • 2:01 - 2:06
    و فكرنا لماذا لا يمكن لطابعة ثلاثية
    اﻷبعاد أن تعمل بهذه الطريقة
  • 2:06 - 2:11
    حيث يكون لديك جسم يبرز من خلال عجين
  • 2:11 - 2:14
    في وقت آني
  • 2:14 - 2:16
    و بدون مخلّفات
  • 2:16 - 2:18
    لصنع أشياء عظيمة ؟
  • 2:18 - 2:19
    حسنا تماما مثل الأفلام
  • 2:19 - 2:23
    و هل يمكن ان تلهمنا هوليوود
  • 2:23 - 2:26
    و نصل لطريقه لتنفيذ هذا العمل؟
  • 2:26 - 2:28
    و كان هذا هو تحدينا
  • 2:28 - 2:32
    و كانت مقاربتنا أننا لو استطعنا عمل هذا
  • 2:32 - 2:36
    اذن فيمكننا وضع الاعتبارات الثلاثة
    الرئيسيه التي تمنع الطباعه ثلاثية الأبعاد
  • 2:36 - 2:38
    من أن تصبح عملية صناعية
  • 2:38 - 2:41
    أولا، الطباعة ثلاثية الأبعاد
    تأخذ وقتا طويلا
  • 2:41 - 2:47
    فهناك عش غراب ينمو أسرع من
    أجزاء مطبوعة بثلاثية الأبعاد. (ضحك)
  • 2:47 - 2:49
    استخدام عمليه التصنيع طبقة فوق طبقة
  • 2:49 - 2:52
    تقود الى تشوه في الخواص الميكانيكية
  • 2:52 - 2:56
    و لو أستطعنا أن ننتج الأجزاء بشكل
    مستمر فأنه يمكننا تلافي هذه التشوهات
  • 2:56 - 3:01
    و لو استطعنا أن ننتجها حقا بسرعة
    ، فانه يمكننا البدء باستخدام مواد
  • 3:01 - 3:06
    ذاتية المعالجة، و عليه يمكننا الحصول
    على خصائص مذهله.
  • 3:06 - 3:10
    لذلك لو استطعنا سحب هذا الشئ خارجا،
    بشكل يحاكي هوليوود،
  • 3:10 - 3:15
    فأنه يمكننا في الحقيقه نباشر
    التصنيع ثلاثي الأبعاد.
  • 3:15 - 3:18
    طريقتنا هي استخدام بعض المعرفة الأولية
  • 3:18 - 3:21
    في كيمياء البوليمرات
  • 3:21 - 3:27
    لجمع الضوء مع الاكسجين لانتاج
    أشياء بشكل مستمر.
  • 3:27 - 3:30
    الضوء و الأكسجين يعملان بطريقتين مختلفتين.
  • 3:30 - 3:33
    الضوء يستطيع أن يأخذ مادة راتنجية
    (صمغية) و يحولها لماده صلبة،
  • 3:33 - 3:35
    و يستطيع تحويل سائل الى صلب،
  • 3:35 - 3:39
    و الأكسجين يثبط هذه العملية.
  • 3:39 - 3:42
    لذلك فالضوء و الأكسجين على طرفي نقيض.
  • 3:42 - 3:45
    من وجهه نظر الكيمياء،
  • 3:45 - 3:48
    و لو استطعنا التحكم مكانيا
    في الضوء و اﻷكسجين،
  • 3:48 - 3:50
    فانه يمكننا التحكم في هذه العميله.
  • 3:50 - 3:54
    و نحن نشير الى هذا ب .CLIP
    ( الانتاج المستمر لسطح بيني سائل).
  • 3:54 - 3:56
    و هو يحتوي على ثلاث مكونات وظيفية.
  • 3:56 - 4:00
    أولا، يحتوى على وعلء للعجين،
  • 4:00 - 4:02
    تماما مثل T-1000.
  • 4:02 - 4:05
    في قاع هذا الوعاء توجد نافذة خاصة.
  • 4:05 - 4:06
    و سأعود اليها لاحقا.
  • 4:06 - 4:10
    بالاضافة الى ذلك، فهي تحتوي على
    درجه تنخفض في هذا العجين
  • 4:10 - 4:12
    و تسحب الجسم خارج السائل.
  • 4:12 - 4:16
    أما المكون الثالث فهو نظام اسقاط ضوئي رقمي
  • 4:16 - 4:18
    تحت الخزان،
  • 4:18 - 4:22
    يتوهج بضوء فوق بنفسجي.
  • 4:22 - 4:25
    و الآن، أهم جزء وهو النافذة
    الموجودة أسفل الوعاء،
  • 4:25 - 4:28
    انها مركبه، انها نافذة خاصة جدا.
  • 4:28 - 4:32
    انها ليست فقط شفافه لعبور الضوء
    و لكنها نافذه أيضا للأكسجين.
  • 4:32 - 4:35
    ان لها خصائص مثل عدسات النظر.
  • 4:35 - 4:38
    اذن نستطيع رؤيه كيف تعمل هذه الطريقة
  • 4:38 - 4:41
    تستطيعون الآن رؤيه أنه مع خفض الدرجه هناك
  • 4:41 - 4:45
    في عمليه تقليدية، مع نافذه منفذه للأكسجين،
  • 4:45 - 4:48
    يمكنكم عمل شكل ثنائي اﻷبعاد
  • 4:48 - 4:51
    و تنتهون بلصق هذا على النافذه بنافذه عادية
  • 4:51 - 4:55
    و هكذا لانتاج الطبقه التالية،
    يجب عليكم فصلها،
  • 4:55 - 4:58
    انتاج الراتينج الجديد، أعيدوها،
  • 4:58 - 5:01
    و كرروا هذه العمليه مرات و مرات.
  • 5:01 - 5:03
    و لكم باستخدام نافذه خاصه جدا،
  • 5:03 - 5:07
    ما يمكننا فعله، مع الأكسجين القادم من القاع
  • 5:07 - 5:09
    عندما يقع عليه الضوء،
  • 5:09 - 5:12
    فان الأكسجين يثبط التفاعل،
  • 5:12 - 5:15
    و نكون منطقة ميتة.
  • 5:15 - 5:19
    هذه المنطقة الميتة سُمكها عدة
    عشرات من الميكرون متر.
  • 5:19 - 5:22
    هذا حوالي مرتان الى ثلاث أضعاف
    قطر كرات الدم الحمراء،
  • 5:22 - 5:25
    تماما عند سطح النافذه يبقى العجسن سائلا،
  • 5:25 - 5:27
    و نحن نسحب هذا الجسم لأعلى،
  • 5:27 - 5:29
    و كما تحدثنا عمه في بحث علمي،
  • 5:29 - 5:34
    كلما استطعنا تغيير كميه الأكسجين،
    كلما استطعنا تغيير سُمك الطبقة الميتة.
  • 5:34 - 5:37
    اذن لدينا عدة متغيرات رئيسيه نستطيع
    التحكم بها: كميه اﻷكسجين،
  • 5:37 - 5:40
    الضوء، شده الضوء، الجرعة المعالجه،
  • 5:40 - 5:42
    اللزوجه، الشكل الهندسي،
  • 5:42 - 5:47
    و نستخدم برنامج معقد جدا
    للتحكم في هذه العملية.
  • 5:47 - 5:49
    النتيجه مذهله جدا.
  • 5:49 - 5:54
    انها أسرع ب 25 الى 100 مرة من
    الطابعات ثلاثيه اﻷبعاد التقليدية،
  • 5:54 - 5:56
    و هذا تغيير في قواعد اللعبه.
  • 5:56 - 6:01
    بالاضافه الى ذلك. كلما زادت قدرتنا على
    دفع السائل للمنطقه الفاصلة،
  • 6:01 - 6:04
    نستطيع الوصول الى 1000 مرة
    أسرع حسبما أعتقد،
  • 6:04 - 6:08
    و هذا في الحقيقه يعطي فرصة لانتاج
    كميه كبيره من الحرارة،
  • 6:08 - 6:12
    و ﻷنني مهندس كيميائي فاني
    مهتم جدا بانتقال الحراره
  • 6:12 - 6:16
    و الفكره أنه من المحتمل أن نمتلك
    طابعه ثلاثية اﻷبعاد تبرد بالماء يوم ما،
  • 6:16 - 6:18
    لأنها سوف تعمل بشكل سريع جدا.
  • 6:18 - 6:23
    بالاضافه الى ذلك، و ﻷننا ننتج أجسام
    فنحن نلغي الفواصل الطبقية،
  • 6:23 - 6:24
    لتصبح اﻷجزاء متجانسه و متحدة
  • 6:24 - 6:27
    فأنتم لا تستطيعون رؤيه اﻷسطح.
  • 6:27 - 6:29
    فلديكم أسطح متجانسه على مستوى الجزيئات.
  • 6:29 - 6:33
    و الخصائص الميكانيكيه لأغلب الأجزاء
    المصنوعة بالطابعه ثلاثية اﻷبعاد
  • 6:33 - 6:38
    موسومة بأن خصائصها تعتمد على الاتجاه
  • 6:38 - 6:41
    الذي تقوم بطباعتها عليه،
    بفعل البناء الطبقي.
  • 6:41 - 6:44
    و لكن عند انتاج اجزاء بهذه الطريقة،
  • 6:44 - 6:46
    فان الخصائص لا تعتمد على اتجاه الطباعة.
  • 6:46 - 6:50
    فهذا يبدو مثل اﻷجزاء المصنوعه بالصب.
  • 6:50 - 6:54
    المختلف كليا عن الطباعه ثلاثية
    اﻷبعاد التقليدية.
  • 6:54 - 6:57
    اضافة، نحن نستطيع الاستغناء
  • 6:57 - 7:01
    عن كتاب كيمياء البوليمرات،
  • 7:01 - 7:05
    و نستطيع تصميم طرق كيميائية
    تستطيع تحسين الخواص
  • 7:05 - 7:08
    التي تريدها فعلا للطباعة ثلاثية الأبعاد.
  • 7:08 - 7:09
    (تصفيق)
  • 7:09 - 7:14
    هذه هي. هذا عظيم.
  • 7:14 - 7:18
    أنت دائما تخاطر بأن شيء كهذا قد لا يعمل
    على المسرح، صحيح؟
  • 7:18 - 7:21
    و لكننا نستطيع الحصول على مواد
    بخصائص ميكانيكية عظيمة.
  • 7:21 - 7:23
    للمره اﻷولى، من الممكن ان يكون لدينا لدائن
  • 7:23 - 7:26
    مرنة جدا أو ماصّة جيدة للصدمات.
  • 7:26 - 7:29
    فكروا بالتحكم في الاهتزازات أو أحذية
    رياضيه عظيمة، على سبيل المثال.
  • 7:29 - 7:33
    من الممكن تصنيع مواد لها صلابة هائلة،
  • 7:33 - 7:36
    صلابة عالية لكل وحده وزن،
    مواد قوية حقا،
  • 7:36 - 7:39
    لدائن عظيمة حقا،
  • 7:39 - 7:41
    اذن أقذف هذا للمستمعين هناك.
  • 7:41 - 7:44
    خواص عظيمة للمواد.
  • 7:44 - 7:47
    و كذلك الفرصه الآن، لو قمنا تصنيع جسم
  • 7:47 - 7:51
    له خصائص تصلح لمنتج نهائي،
  • 7:51 - 7:54
    و أنت تفعل ذلك بسرعات مختلفة،
  • 7:54 - 7:57
    يمكنك فعلا تغيير التصنيع.
  • 7:57 - 8:00
    حاليا، في التصنيع،
    ما يحدث هو،
  • 8:00 - 8:03
    ما يسمى بالخيط الرقمي في الصناعة الرقمية.
  • 8:03 - 8:08
    فنحن نستطيع البدء من رسم بالكومبيوتر،
    تصميم نموذج للتصنيع.
  • 8:08 - 8:10
    عادة تنقطع الخيوط عند مرحله النمذجة،
  • 8:10 - 8:13
    لأنك لا تستطيع المرور بكل
    الطريق نحو التصنيع
  • 8:13 - 8:17
    ﻷن معظم الشياء لا تملك الخصائص
    التي تمكنها من جعلها منتج نهائي.
  • 8:17 - 8:19
    يمكننا الآن ربط الخيوط الرقمية
  • 8:19 - 8:23
    على طول الطريق من التصميم
    الى النمذجة الى التصنيع.
  • 8:23 - 8:26
    و هذه الفرصة حقا تفتح المجال
    لكل انواع الأشياء،
  • 8:26 - 8:31
    من سيارات أكفأ في استخدام الوقود
    تتعامل مع خصائص شعرية عظيمة
  • 8:31 - 8:33
    بمقدار عالي من نسبة القوة الى الوزن،
  • 8:33 - 8:37
    ريش محركات جديدة، كل اﻷشياء الرائعه.
  • 8:37 - 8:43
    فكروا لو أنكم تحتاجون دعامة
    في موقف طارئ،
  • 8:43 - 8:47
    فبدلا من أن يقوم الطبيب بأخة
    دعامة من على الرف
  • 8:47 - 8:49
    حيث هناك أحجام قياسية فقط،
  • 8:49 - 8:53
    ستحصل على دعامه ممصمة لك،
    طبقا لتشريح جسدك
  • 8:53 - 8:55
    باستخدام أجزاء من جسدك،
  • 8:55 - 8:58
    الطباعة في المواقف الطارئة
    في وقت آني
  • 8:58 - 9:01
    و يمكن لهذه الدعامة أن تخرج بعد 18 شهرا
    فعلا تغيير في قواعد اللعبة.
  • 9:01 - 9:06
    أو في طب اﻷسنان الرقمي
    هذا النوع من التركيبات
  • 9:06 - 9:09
    حتى أثناء جلوسك على كرسي
    طبيب اﻷسنان.
  • 9:09 - 9:12
    و تنظر الى التركيبات التي قد
    يصنعها طلابي
  • 9:12 - 9:14
    في جامعة كارولينا الشمالية.
  • 9:14 - 9:16
    هذه تركيبات دقيقة رائعة.
  • 9:16 - 9:19
    تعلمون، العالم حقا جيد التصنيع
    الدقيق جدا (النانو).
  • 9:19 - 9:24
    قانون مور أثبت أشياء من 10 ميكرون و أقل.
  • 9:24 - 9:25
    حقا نحن جيدين في هذا،
  • 9:25 - 9:29
    و لكن في الواقع فأنه من الصعب جدا صنع
    أشياء من 10 الى 1000 ميكرون،
  • 9:29 - 9:31
    في مقياس الميزو.
  • 9:31 - 9:34
    و طرق الكشط من صناعة السيليكون
  • 9:34 - 9:36
    لا تستطيع عمل هذا بشكل جيد.
  • 9:36 - 9:37
    انها لا تستطيع حفر الرقائق جيدا.
  • 9:37 - 9:39
    و لكن هذه الطريقة
  • 9:39 - 9:42
    نستطيع انبات هذه الأجزاء
    من القاع الى اعلى
  • 9:42 - 9:44
    باستخدام الصناعة بالاضافة.
  • 9:44 - 9:46
    و صنع اشياء مذهلة في عشرات الثواني،
  • 9:46 - 9:48
    تفتح عصرا جديدا في تكنولوجيا المستشعرات،
  • 9:48 - 9:50
    طرق جديده لتوصيل اﻷدوية،
  • 9:50 - 9:55
    تطبيقات جديده لمعمل على شريحة،
    حقا تغيير في قواعد اللعبة.
  • 9:55 - 10:00
    لذلك فان فرصة صناعة أجزاء في وقت آني
  • 10:00 - 10:03
    و لديها خصائص منتج نهائي
  • 10:03 - 10:06
    تفتح الطريق حقا للصناعه ثلاثية البعد،
  • 10:06 - 10:09
    و بالنسبه لنا، فان هذا مثير جدا
    لأنه حقا يحتوي على
  • 10:09 - 10:16
    التداخل بين العتاد ، و البرمجيات
    و علم الجزيئات
  • 10:16 - 10:20
    و أنا لا استطيع الانتظار ﻷرى المصممين
    و المهندسين حول العالم
  • 10:20 - 10:22
    على وشك القدره على انجاز أعمالهم
    بهذه الأداة.
  • 10:22 - 10:25
    شكرا لاستماعكم.
  • 10:25 - 10:29
    (تصفيق)
Title:
ماذا لو كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع 100 مرة؟
Speaker:
جو دي سيمون
Description:

ما نعتبره طباعة ثلاثية الأبعاد 3D كما يقول جو دي سيمون، هو مجرد طباعة ثنائية الأبعاد 2D مرارا وتكرارا...بطيئة.
على خشبة مسرح TED2015 ، يكشف النقاب عن طريقة جديدة كليا، بالهام من فيلم المدمر 2 - الذي هو 25 الى 100 مرة أسرع، ويصنع اجزاء سلسلة وقوية في آن واحد. هل يمكن لذلك في آخر المطاف المساعدة في تحقيق الوعد الكبير للطباعة ثلاثية الأبعاد؟
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:45

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.