Return to Video

מה אם הדפסה תלת מימדית היתה מהירה פי 100?

  • 0:01 - 0:03
    אני נרגש להיות פה הערב
  • 0:03 - 0:05
    כדי לחלוק איתכם משהו שעבדנו עליו
  • 0:05 - 0:07
    במשך יותר משנתיים.
  • 0:07 - 0:10
    וזה בתחום היצור המוסף.
  • 0:10 - 0:13
    שידוע גם כהדפסה תלת מימדית.
  • 0:13 - 0:14
    אתם רואים את העצם הזה פה.
  • 0:14 - 0:18
    זה נראה די פשוט,
    אבל זה די מורכב באותו זמן.
  • 0:19 - 0:22
    זה סט של מבנים גאודזיים ממורכזים
  • 0:22 - 0:25
    עם חיבורים בין אחד לשני.
  • 0:25 - 0:31
    בהקשר הזה, זה לא ניתן ליצור
    על ידי שיטות יצור מסורתיות,
  • 0:31 - 0:35
    יש לזה סימטריה כזו
    שאי אפשר לייצר את זה בתבנית הזרקה.
  • 0:35 - 0:39
    אי אפשר לייצר את זה בחריטה.
  • 0:39 - 0:42
    זו עבודה למדפסת תלת מימדית,
  • 0:42 - 0:47
    אבל רוב המדפסות התלת מימדיות ידרשו
    בין שלוש לעשר שעות כדי לייצר את זה,
  • 0:47 - 0:51
    ואנחנו עומדים לקחת את הסיכון הלילה
    כדי לנסות לייצר את זה על הבמה
  • 0:51 - 0:53
    במהלך הרצאה של 10 דקות.
  • 0:53 - 0:55
    תאחלו לנו בהצלחה.
  • 0:56 - 1:00
    עכשיו, הדפסה תלת מימדית
    היא למעשה הגדרה לא מתאימה.
  • 1:00 - 1:03
    זה למעשה הדפסה דו מימדית שוב ושוב,
  • 1:04 - 1:08
    ולמעשה היא משתמשת בטכנולוגיות
    שמקושרות להדפסה דו מימדית.
  • 1:08 - 1:13
    חשבו על מדפסות הזרקת דיו בהן אתם מניחים
    דיו על דף כדי ליצור מכתבים,
  • 1:13 - 1:18
    ואז אתם עושים את זה שוב ושוב
    כדי לבנות עצם תלת מימדי.
  • 1:18 - 1:20
    במיקרו אלקטרוניקה הם משתמשים במשהו
  • 1:20 - 1:23
    שנקרא ליטוגרפיה כדי לעשות את אותו הדבר,
  • 1:23 - 1:25
    כדי ליצור טרנזיסטורים ומעגלים משולבים
  • 1:25 - 1:27
    ולבנות מבנה כמה פעמים.
  • 1:27 - 1:29
    כל אלה שיטות הדפסה דו מימדיות.
  • 1:30 - 1:34
    עכשיו, אני כימאי, וגם מדען חומרים,
  • 1:34 - 1:37
    והממציאים השותפים שלי הם גם מדעני חומרים,
  • 1:37 - 1:39
    אחד כימאי, אחד פיזיקאי,
  • 1:39 - 1:42
    והתחלנו להתעניין בהדפסה תלת מימדית.
  • 1:42 - 1:48
    והרבה פעמים כמו שאתם יודעים,
    רעיונות חדשים הם קישורים פשוטים
  • 1:48 - 1:51
    בין אנשים עם נסיונות שונים בקהילות שונות,
  • 1:51 - 1:53
    וזה הסיפור שלנו.
  • 1:54 - 1:56
    עכשיו, קיבלנו השראה
  • 1:56 - 2:01
    מהסצנה של ה T1000 בטרמינטור 2,
  • 2:01 - 2:06
    וחשבנו, למה שמדפסת תלת מימד
    לא תוכל לעבוד כך,
  • 2:06 - 2:10
    שיש לכם אובייקט שיוצא מתוך שלולית
  • 2:11 - 2:14
    בעצם בזמן אמת
  • 2:14 - 2:16
    ללא בזבוז בכלל
  • 2:16 - 2:18
    כדי ליצוא אובייקט נפלא?
  • 2:18 - 2:19
    אוקיי, ממש כמו בסרט.
  • 2:19 - 2:23
    והאם נוכל לקבל השראה מהוליווד
  • 2:23 - 2:26
    ולהעלות דרך לגרום לזה למעשה לעבוד?
  • 2:26 - 2:28
    וזה היה האתגר שלנו.
  • 2:28 - 2:32
    והגישה שלנו תהיה, אם נוכל לעשות זאת,
  • 2:32 - 2:36
    אז נוכל בעיקרון לטפל בשלוש הבעיות
    שעוצרות הדפסה תלת מימדית
  • 2:36 - 2:38
    מלהפוך לתהליך יצור.
  • 2:38 - 2:41
    אחת, הדפסה תלת מימדית לוקחת לתמיד.
  • 2:41 - 2:46
    יש פטריות שגדלות מהר יותר
    מהדפסת חלקים תלת מימדיים. (צחוק)
  • 2:47 - 2:49
    תהליך השכבה אחרי שכבה
  • 2:49 - 2:52
    מוביל לפגמים בתכונות מכניות,
  • 2:52 - 2:56
    ואם נוכל לגדול בהתמדה,
    נוכל להפתר מהפגמים האלה.
  • 2:56 - 3:01
    ולמעשה, אם נוכל לגדול ממש מהר,
    נוכל גם להתחיל להשתמש בחומרים
  • 3:01 - 3:06
    שמתקנים את עצמם,
    ויוכלו להיות לכם תכונות מדהימות.
  • 3:06 - 3:10
    אז אם נוכל להצליח בזה, לחקות את הוליווד,
  • 3:10 - 3:13
    נוכל למעשה להצליח בהדפסה תלת מימדית.
  • 3:15 - 3:18
    הגישה שלנו היא להשתמש בידע סטנדרטי
  • 3:18 - 3:21
    בכימיה פולימרית
  • 3:21 - 3:27
    כדי לרתום אור וחמצן
    כדי לגדל חלקים באופן רציף.
  • 3:27 - 3:30
    אור וחמצן עובדים בדרכים שונות.
  • 3:30 - 3:33
    אור יכול לקחת שרף ולהפוך אותו למוצק.
  • 3:33 - 3:35
    יכול להפוך נוזל למוצק.
  • 3:35 - 3:39
    חמצן יכול לעכב את התהליך הזה.
  • 3:39 - 3:42
    אז אור וחמצן הם ניגודים קוטביים
    אחד של השני
  • 3:42 - 3:45
    מנקודת מבט כימיקלית,
  • 3:45 - 3:48
    ואם נוכל לשלוט מרחבית באור ובחמצן,
  • 3:48 - 3:50
    נוכל לשלוט בתהליך הזה.
  • 3:50 - 3:54
    ואנחנו מתייחסים לזה כ CLIP,
    [יצור מתמשך בממשק נוזלי.]
  • 3:54 - 3:56
    יש לו שלושה חלקים פונקציונליים.
  • 3:56 - 4:00
    אחד, יש לו מאגר שמחזיק את השלולית,
  • 4:00 - 4:02
    ממש כמו ה T1000.
  • 4:02 - 4:05
    בתחתית המאגר יש חלון מיוחד.
  • 4:05 - 4:06
    אני אחזור לזה.
  • 4:06 - 4:10
    בנוסף, יש לו במה שתורד אל תוך המאגר
  • 4:10 - 4:12
    ותמשוך את העצם מתוך הנוזל.
  • 4:12 - 4:16
    החלק השלישי הוא מערכת אור דיגיטלית
  • 4:16 - 4:18
    מתחת למאגר,
  • 4:18 - 4:22
    שמאירה אור בתחום האולטרה סגול.
  • 4:22 - 4:25
    עכשיו, המפתח הוא שהחלון הזה בתחתית המאגר,
  • 4:25 - 4:28
    הוא מורכב, זה חלון מאוד מיוחד.
  • 4:28 - 4:32
    הוא לא רק שקוף לאור, הוא גם חדיר לחמצן.
  • 4:32 - 4:34
    יש לו תכונות כמו עדשת מגע.
  • 4:35 - 4:38
    אז אנחנו יכולים לראות איך התהליך עובד.
  • 4:38 - 4:41
    אתם יכולים להתחיל לראות
    שכשאתם מורידים את הבמה פה,
  • 4:41 - 4:45
    בתהליך המקורי, עם חלון אטום לחמצן,
  • 4:45 - 4:47
    אתם יוצרים דוגמה דו מימדית
  • 4:48 - 4:51
    ואתם מדביקים את זה לחלון עם חלון מסורתי,
  • 4:51 - 4:55
    וכך כדי להניח את השכבה הבאה,
    אתם חייבים להפריד אותה,
  • 4:55 - 4:58
    להניח שרף חדש, ולמקם מחדש,
  • 4:58 - 5:01
    ולעשות את התהליך שוב ושוב.
  • 5:01 - 5:03
    אבל עם החלון המיוחד שלנו,
  • 5:03 - 5:07
    מה שהיינו מסוגלים לעשות זה,
    עם חמצן שמגיע דרך התחתית
  • 5:07 - 5:08
    כשאור פוגע בו,
  • 5:10 - 5:12
    החמצן הזה מונע את התגובה,
  • 5:12 - 5:15
    ואנחנו יוצרים אזור מת.
  • 5:15 - 5:19
    האזור המת הזה הוא בקנה מידה
    של עשרות מיקרונים,
  • 5:19 - 5:22
    אז זה שניים או שלושה קטרים של תא דם אדום,
  • 5:22 - 5:25
    ממש על פני החלון שנשאר נוזלי,
  • 5:25 - 5:27
    ואנחנו מושכים את העצם למעלה,
  • 5:27 - 5:29
    וכמו שכתבנו במאמר מדעי,
  • 5:29 - 5:34
    כשאנחנו משנים את רמות החמצן,
    אנחנו יכולים לשנות את עובי האזור המת.
  • 5:34 - 5:37
    אז כך יש לנו מספר משתנים עיקריים
    שאנחנו שולטים ברמות החמצן,
  • 5:37 - 5:40
    האור, עוצמת האור, הכמות להתקשות,
  • 5:40 - 5:42
    הצמיגות, הגאומטריה,
  • 5:42 - 5:46
    ואנחנו משתמשים בתוכנה
    מאוד מתוחכמת כדי לשלוט בתהליך.
  • 5:47 - 5:49
    התוצאה היא די מדהימה.
  • 5:49 - 5:53
    זה מהיר פי 25 עד 100
    ממדפסות תלת מימד מסורתיות,
  • 5:54 - 5:56
    שזה משנה את כללי המשחק.
  • 5:56 - 6:01
    בנוסף, כשהיכולת שלנו לספק נוזל לממשק הזה,
  • 6:01 - 6:04
    אנחנו יכולים להגיע למהירות
    גדולה פי 1000 אני מאמין,
  • 6:04 - 6:08
    וזה למעשה פותח את ההזדמנות ליצר הרבה חום,
  • 6:08 - 6:12
    וכמהנדס כימי, אני מאוד מתרגש ממעבר חום
  • 6:12 - 6:16
    והרעיון שאולי יום אחד יהיו לנו
    מדפסות תלת מימד מקוררות מים,
  • 6:16 - 6:18
    מפני שהן עובדות כל כך מהר.
  • 6:18 - 6:22
    בנוסף, בגלל שאנחנו מגדלים דברים,
    אנחנו נפתרים מהשכבות,
  • 6:22 - 6:24
    והחלקים הם מונוליטיים.
  • 6:24 - 6:27
    אתם לא רואים את מבנה פני השטח.
  • 6:27 - 6:29
    יש לכם פני שטח חלקים מולקולרית.
  • 6:29 - 6:33
    והתכונות המכניות של רוב החלקים
    שעשויים במדפסת תלת מימד
  • 6:33 - 6:38
    ידועים לשמצה שיש להם תכונות שתלויות בכיוון
  • 6:38 - 6:41
    בהם הדפסתם אותם, בגלל המבנה דמוי השכבות.
  • 6:41 - 6:44
    אבל כשאתם מגדלים עצם כך,
  • 6:44 - 6:47
    התכונות לא משתנות עם כיוון ההדפסה.
  • 6:47 - 6:50
    אלה נראים כמו חלקים מוזרקים,
  • 6:50 - 6:54
    שזה מאוד שונה מיצור תלת מימדי מסורתי.
  • 6:54 - 6:57
    בנוסף, אנחנו מסוגלים לזרוק
  • 6:57 - 7:01
    את כל ספר הלימוד על כימיית פולימרים על זה,
  • 7:01 - 7:05
    ואנחנו מסוגלים לעצב כימיות
    שיכולות לתת להעלות את התכונות
  • 7:05 - 7:08
    שאתם באמת רוצים במודל תלת מימדי.
  • 7:08 - 7:09
    (מחיאות כפיים)
  • 7:09 - 7:12
    הנה זה, זה נפלא.
  • 7:14 - 7:18
    אתם תמיד לוקחים סיכון שמשהו
    כמו זה לא יעבוד על הבמה, נכון?
  • 7:18 - 7:21
    אבל יכולים להיות לנו חומרים
    עם תכונות מכאניות מעולות.
  • 7:21 - 7:23
    בפעם הראשונה, יש לנו אלסטומרים
  • 7:23 - 7:26
    שיש להם אלסטיות גבוהה או שיכוך גבוה.
  • 7:26 - 7:29
    חשבו על שליטה ברטט
    או נעלי התעמלות מעולים, לדוגמה.
  • 7:29 - 7:32
    אנחנו יכולים ליצור חומרים
    שיש להם חוזק עצום,
  • 7:33 - 7:36
    יחס כוח למשקל גבוה, באמת חומרים חזקים,
  • 7:36 - 7:39
    אלסטומרים באמת מעולים,
  • 7:39 - 7:41
    אז אזרוק את זה לקהל שם.
  • 7:41 - 7:44
    אז תכונות חומרים מעולות.
  • 7:44 - 7:47
    וכך ההזדמנות עכשיו,
    אם תוכלו למעשה לייצר חלק
  • 7:47 - 7:51
    שיש לו תכונות של חלק סופי,
  • 7:51 - 7:54
    ואתם עושים אתה במהירות שמשנה כללי משחק,
  • 7:54 - 7:57
    אתם יכולים למעשה להפוך את היצור.
  • 7:57 - 8:00
    כרגע, ביצור מה שקורה זה,
  • 8:00 - 8:03
    התהליך הלכאורה דיגיטלי ביצור דיגיטלי,
  • 8:03 - 8:08
    אנחנו עוברים משרטוט CAD,
    עיצוב, לאב טיפוס ליצור.
  • 8:08 - 8:10
    פעמים רבות, התהליך הדיגיטלי
    נשבר באב הטיפוס,
  • 8:10 - 8:13
    מפני שאתם לא יכולים לעבור כל הדרך ליצור
  • 8:13 - 8:17
    מפני שלרוב החלקים אין
    את התכונות להיות מוצר סופי.
  • 8:17 - 8:19
    אנחנו יודעים עכשיו לחבר את התהליך הדיגיטלי
  • 8:19 - 8:23
    כל הדרך מעיצוב לאב טיפוס ליצור
  • 8:23 - 8:26
    וההזדמנות הזו באמת פותחת
    כל מיני סוגים של דברים,
  • 8:26 - 8:31
    ממכוניות חסכוניות יותר
    שמתעסקות עם תכונות שבכה מעולות
  • 8:31 - 8:33
    עם יחס כוח למשקל גבוה,
  • 8:33 - 8:37
    להבי טורבינה חדשים,
    כל מיני סוגים של דברים נפלאים.
  • 8:37 - 8:43
    חשבו על אם נצטרך סטנט במצב חירום,
  • 8:43 - 8:47
    במקום שהרופא יקח סטנט מהמדף
  • 8:47 - 8:49
    שהוא בגודל סטנדרטי,
  • 8:49 - 8:53
    יהיה לו סטנט מתוכנן בשבילכם, לאנטומיה שלכם
  • 8:53 - 8:55
    עם תכונות כלי הדם שלכם,
  • 8:55 - 8:58
    מודפס במצב חירום בזמן אמת מהתכונות האלו
  • 8:58 - 9:01
    כך שהסטנט יוכל להעלם תוך 18 חודשים:
    באמת משנה חוקי משחק.
  • 9:01 - 9:06
    או רפואת שיניים דיגיטלית,
    ובניית הסוגים האלה של מבנים
  • 9:06 - 9:09
    אפילו בעודכם בכסא רופא השיניים.
  • 9:09 - 9:12
    והביטו במבנים שהסטודנטים שלי יוצרים
  • 9:12 - 9:14
    באוניברסיטת צפון קרולינה.
  • 9:14 - 9:16
    אלה מבנים מדהימים בקנה מידה מיקרוני.
  • 9:16 - 9:19
    אתם יודעים, העולם באמת טוב בננו יצור.
  • 9:19 - 9:24
    חוק מור דחף דברים מ 10 מיקרון ומטה.
  • 9:24 - 9:25
    אנחנו באמת טובים בזה,
  • 9:25 - 9:29
    אבל זה למעשה מאוד קשה ליצור דברים
    מ 10 מיקרון ל 1,000 מיקרון,
  • 9:29 - 9:31
    קנה מידה המזו.
  • 9:31 - 9:34
    וטכנולוגיות הפחתיות מתעשיית הסיליקון
  • 9:34 - 9:36
    לא יכולות לעשות את זה ממש טוב.
  • 9:36 - 9:37
    הם גם לא יכולים לצרוב וואפרים.
  • 9:37 - 9:39
    אבל התהליך הזה הוא כל כך עדין,
  • 9:39 - 9:42
    שאנחנו יכולים לגדל את העצמים האלה מהתחתית
  • 9:42 - 9:44
    בשימוש ביצור מוסף
  • 9:44 - 9:46
    ולעשות דברים מדהימים בעשרות שניות,
  • 9:46 - 9:48
    לפתוח טכנולוגיות חיישנים חדשות,
  • 9:48 - 9:50
    טכנולוגיות העברת תרופות חדשות,
  • 9:50 - 9:54
    אפיקציות מעבדה על שבב חדשות,
    באמת דברים משנים כללי משחק.
  • 9:55 - 10:00
    אז ההזדמנות ליצור חלק בזמן אמת
  • 10:00 - 10:03
    שיש לו את התכונות של החלק הסופי
  • 10:03 - 10:06
    באמת פותחת את היצור התלת מימדי,
  • 10:06 - 10:09
    ובשבילנו, זה מאוד מרגש מפני שזה באמת מקיים
  • 10:09 - 10:16
    את החיתוך בין חומרה,תוכנה ומדע מולקולרי,
  • 10:16 - 10:20
    ואני לא יכול לחכות לראות
    מה מעצבים ומהנדסים מסביב לעולם
  • 10:20 - 10:22
    יהיו מסוגלים לעשות עם הכלי הנפלא הזה.
  • 10:22 - 10:25
    תודה שהקשבתם.
  • 10:25 - 10:30
    (מחיאות כפיים)
Title:
מה אם הדפסה תלת מימדית היתה מהירה פי 100?
Speaker:
ג'ו דסימון
Description:

מה שאנחנו חושבים עליו כהדפסה תלת מימדית, אומר ג'וסף דסימון, היא באמת רק הדפסה דו מימדית שוב ושוב...לאט. על הבמה ב TED2015, הוא חושף טכניקה חדשה ונועזת--- שקיבלה השראה, כן, מהטרמינייטור 2 -- שהיא פי 25 עד 100 יותר מהירה, ויוצרת חלקים אחידים וחזקים. האם היא יכולה סוף סוף להגשים את ההבטחה הגדולה של הדפסה תלת מימדית.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:45

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.