3D 프린터가 백배 더 빠르다면 어떨까요?
-
0:01 - 0:03저는 오늘 밤 이곳에서,
아주 흥분감에 들떠 있습니다. -
0:03 - 0:07우리가 지난 2년동안 준비한 것을
여러분과 공유하게 때문입니다. -
0:07 - 0:123D 프린팅이라고도 알려져 있는
적층식 생산법 분야의 이야기입니다. -
0:12 - 0:14여러분, 이 물체가 보이시죠?
-
0:14 - 0:19이것은 상당히 단순해 보이지만,
동시에 매우 복잡한 것입니다. -
0:19 - 0:22이는 삼각형 형태의 측지적인
구조물들이 각각 서로 연결되어 -
0:22 - 0:25중앙 집중적으로 연결된 형태입니다.
-
0:25 - 0:31그런 맥락에서, 그것은 전통적
제조기법으로는 제조가 불가능합니다. -
0:31 - 0:35이것은 주물로 찍어낼 수 없을 정도의
대칭 구조를 가지고 있습니다. -
0:35 - 0:39그것은 갈아서 만들 수도 없습니다.
-
0:39 - 0:42이렇게 하는 것이
3D 프린터의 작업이죠. -
0:42 - 0:46하지만 대부분 3D 프린터들은 이것을
합성하는 데 3 -10시간이 걸립니다. -
0:46 - 0:50그래서 우리가 오늘 밤
이 무대에서 합성해 보겠습니다. -
0:50 - 0:53제가 10 분동안
강연하는 사이에 말이죠. -
0:53 - 0:56우리에게 행운을 빌어 주세요.
-
0:56 - 1:00사실 3D 프린팅은
잘못 지어진 이름입니다. -
1:00 - 1:04이것은 2D 프린팅을 계속해서
반복하는 것입니다. -
1:04 - 1:08사실 2D 프린팅과 관련된 기술을
사용하는 것이지요. -
1:08 - 1:14글자를 찍기 위해서 잉크를 내려놓는
잉크젯 프린터를 생각해보세요. -
1:14 - 1:18그 다음에 삼차원 물체처럼 쌓여지도록
그것을 계속 반복하는 것입니다. -
1:18 - 1:20초소형 전자공학에서, 사람들은
-
1:20 - 1:23석판인쇄라고 불리우는 것도
같은 종류의 일을 합니다. -
1:23 - 1:27트랜지스터와 직접회로를 만들어서
몇 차례 구조물을 쌓아 올려갑니다. -
1:27 - 1:30이것들은 모두 2D 프린팅 기술입니다.
-
1:30 - 1:34자, 저는 화학자이고
재료 과학자이기도 합니다. -
1:34 - 1:37그리고 제 동료 발명가들도
재료 과학자들인데, -
1:37 - 1:39한 사람은 화학자이고,
다른 한 사람은 물리학자입니다. -
1:39 - 1:42우리는 3D 프린팅에 관심을
갖기 시작했습니다. -
1:42 - 1:46그리고 여러분들도 알다시피
새로운 아이디어들은 -
1:46 - 1:51다른 사회에서 다른 경험을 한 사람들의
단순한 결합에서 자주 일어납니다. -
1:51 - 1:55그리고 그것이 우리의 이야기 입니다.
-
1:55 - 2:01우리는 터미네이터2 의 T-1000이
나오는 장면에서 영감을 받았습니다. -
2:01 - 2:06우리는, 왜 3D 프린터를 이런 식으로
작동시킬 수 없었지? 라고 생각했죠. -
2:06 - 2:11액체 웅덩이에서 물체가
솟아 오르게 하여, -
2:11 - 2:18본질적으로 실시간에, 낭비도 전혀 없이
굉장한 물건을 만드는 그런 방식으로요. -
2:18 - 2:23마치 정말 영화처럼 말이죠.
우리가 헐리우드 영화에 영감을 받아 -
2:23 - 2:26정말 이렇게 작동하는
방법을 찾아낼 수 있을까? -
2:26 - 2:28그것이 우리의 도전이었죠.
-
2:28 - 2:32그리고 우리의 접근 방법은,
우리가 이렇게 할 수 있다면, -
2:32 - 2:36근본적으로 3D 프린팅이
제조공정이 되는 것을 억제하는 -
2:36 - 2:38세가지 문제점을 처리할 수
있을 거라는 점이었습니다. -
2:38 - 2:41첫째는 3D 프린팅이
너무 오래 걸린다는 점입니다. -
2:41 - 2:453D 프린팅이 되는 물건의 일부보다 더
빠르게 자라는 버섯이 있을 정도니까요. -
2:45 - 2:47(웃음)
-
2:47 - 2:52층층이 쌓아 올리는 과정은
기계적 특성의 결함으로 이어집니다. -
2:52 - 2:56만약 우리가 계속 성장한다면,
이런 결함도 없앨 수 있습니다. -
2:56 - 3:03사실, 우리가 정말 빠르게 발전한다면,
스스로 복구되는 물질을 사용할 수 있고, -
3:03 - 3:06우리는 굉장한 특성들을 갖게 될 것입니다.
-
3:06 - 3:10만약 우리가 헐리우드 영화를 흉내내서
이렇게 해낼 수 있다면, -
3:10 - 3:15우리는 제대로 된
3D 공정을 볼 수 있을 것입니다. -
3:15 - 3:21우리의 접근방법은 고분자 화학의
기본적 지식을 사용하는 것이었죠. -
3:21 - 3:27빛과 산소를 함께 이용하여
물건이 계속 자라도록 했습니다. -
3:27 - 3:30빛과 산소는 다른 방식으로 작용합니다.
-
3:30 - 3:33빛은 레진을 취해서
고체로 만들 수 있습니다. -
3:33 - 3:35액체를 고체로 만들 수 있는 거죠.
-
3:35 - 3:39산소는 그 과정을 억제합니다.
-
3:39 - 3:45그래서, 화학적인 관점에서 보면,
빛과 산소는 서로 상극인 셈입니다. -
3:45 - 3:48만약 우리가 빛과 산소의 공간을
제어할 수 있다면, -
3:48 - 3:50우리는 이 과정을 제어할 수 있습니다.
-
3:50 - 3:54우리는 이것을 클립이라고 부릅니다.
[CLIP: 연속된 액체 환경 생산] -
3:54 - 3:56클립은 세 가지의
기능적 구성 요소를 갖고 있습니다. -
3:56 - 4:02마치 T-1000처럼 먼저 액체
웅덩이를 담을 용기가 있는 것이죠. -
4:02 - 4:06용기 바닥에는 특별한 창이 있습니다.
이것은 나중에 다시 말씀 드리죠. -
4:06 - 4:10또한, 액체 웅덩이 속으로
들어가게 될 판이 있습니다. -
4:10 - 4:12이것이 액체에서
물건을 뽑아낼 것입니다. -
4:12 - 4:16세번째 요소는 디지털 방식의
빛 주사 시스템인데, -
4:16 - 4:22용기 아래에서 자외선 영역의
빛을 비추게 됩니다. -
4:22 - 4:25이제, 중요한 기능을 하는
용기 바닥의 창인데, -
4:25 - 4:28이것은 합성된 물질입니다.
아주 특별한 창이지요. -
4:28 - 4:32이것은 빛을 투과시킬 뿐 아니라
산소도 투과시킵니다. -
4:32 - 4:35마치 컨택트 렌즈와 같은
특징을 가지고 있습니다. -
4:35 - 4:38그래서 우리는 그 과정이
어떻게 되는지 볼 수 있습니다. -
4:38 - 4:41한 단계를 낮춰서 보면
여러분은 아실 수 있을 것입니다. -
4:41 - 4:45산소가 투과되지 않는 창을 가진
전통적인 방식에서는 -
4:45 - 4:512차원 모양을 만들고, 그것을
전통적인 창에 붙이게 됩니다. -
4:51 - 4:55그 다음에, 레이어를 만들기 위해서는
그것을 분리해야 합니다. -
4:55 - 5:01새 레진을 만들고, 다시 위치를 잡고,
이 과정을 계속 반복하는 것입니다. -
5:01 - 5:04하지만, 우리가 만든 특별한 창으로
우리가 할 수 있는 것은, -
5:04 - 5:09바닥에서 산소가 나올 때
빛이 그 산소에 닿게 되면 -
5:09 - 5:15그 산소가 반작용을 억제시키고
사각지대가 만들어지는 것입니다. -
5:15 - 5:19이 사각지대는
수십 미크론 이상의 두께로 -
5:19 - 5:22두 세개의 혈액 세포의
직경의 길이 정도가 됩니다. -
5:22 - 5:27창 환경에서 그 부분은 액체로 남고,
우리는 이 물체를 들어올려서, -
5:27 - 5:29우리가 한 과학 잡지에서 거론한 것처럼
-
5:29 - 5:34우리가 산소 성분을 바꾸면,
사각 지대의 두께를 바꿀 수 있습니다. -
5:34 - 5:36그러면, 우리는 통제할 수 있는
주요 변수들을 많이 갖게 되는데, -
5:36 - 5:40산소 성분, 빛, 빛의 강도, 투여량,
-
5:40 - 5:42점성, 기하학 같은 것들입니다.
-
5:42 - 5:47그리고 우리는 이 과정을 제어할
굉장히 복잡한 프로그램을 사용합니다. -
5:47 - 5:49이 결과는 매우 충격적입니다.
-
5:49 - 5:56전통적인 3D 프린터보다 25-100배
빠르고, 그건 획기적인 변화입니다. -
5:56 - 6:01더우기, 그 환경에 액체를
전달하는 우리의 능력이 발전하면, -
6:01 - 6:04제가 믿기로는, 우리는 1000배가
더 빠르게 생산할 수 있습니다. -
6:04 - 6:08사실, 그것은 많은 열을
만들어 낼 가능성을 일으킵니다. -
6:08 - 6:12화학 공학자로서, 저는 열전도 현상에
대해 상당히 흥분하고 있는데요, -
6:12 - 6:16우리가 수냉식 3D프린터를 소유하게
되리라는 아이디어 말이죠. -
6:16 - 6:18프린터들이 아주 빨라질 테니까요.
-
6:18 - 6:22더우기, 우리가 물건을 기르므로
쌓는 층을 제거합니다. -
6:22 - 6:26이 부품들은 이음새가 없고,
표면 구조가 보이지 않습니다. -
6:26 - 6:29분자적으로 부드러운 표면을
갖고 있으니까요. -
6:29 - 6:333D 프린터에서 만들어진
물건들의 기계적인 특성은 -
6:33 - 6:41겹층 구조때문에 프린트하는 방향에 따라
특성이 다른 것으로 악명이 높죠. -
6:41 - 6:44하지만 이같은 물건을 길러낸다면,
-
6:44 - 6:47프린트의 방향에 따라
특성이 달라지지 않습니다. -
6:47 - 6:54이것들은 주물 생산 물건처럼 보이는데,
전통적인 3D 공정과는 매우 다르지요. -
6:54 - 7:01더우기, 우리는 고분자 화학 교과서의
내용을 여기에 적용할 수 있습니다. -
7:01 - 7:05화학물질을 설계해 특징을 다양하게 하여
-
7:05 - 7:08여러분이 정말 원하는 3D 프린팅
물건을 만들 수 있는 것입니다. -
7:08 - 7:09(박수)
-
7:09 - 7:12완성되었군요. 멋집니다.
-
7:12 - 7:14(박수)
-
7:14 - 7:18무대에서 이런 게 작동하지 않을 수도
있는 위험을 감수해야 해요, 그렇죠? -
7:18 - 7:21이제 우리는 대단한 기계적 특성을
가진 물건들을 만들 수 있습니다. -
7:21 - 7:23먼저, 합성 고무를 만들 수 있는데요,
-
7:23 - 7:26아주 유연하거나 축축한 성질을
갖게 할 수 있습니다. -
7:26 - 7:29예를 들어, 진동 제어법이나
멋진 단화를 생각해보세요. -
7:29 - 7:33우리는 믿을 수 없을 정도의
고강도 물체를 만들 수 있습니다. -
7:33 - 7:36중량대 강도비가 매우 높은
물건을 만들 수 있어요. -
7:36 - 7:41멋진 합성 고무를 만들 수도 있죠.
저쪽 청중에게 던져 드리죠. -
7:41 - 7:44정말 멋진 물리적 특성들입니다.
-
7:44 - 7:51기회는, 만약 여러분이 실제로
최종 상품의 특성의 물건을 만들어 -
7:51 - 7:57여러분이 획기적인 속도로 할 수 있으면
제조 공정을 정말로 혁신시키는 것이죠. -
7:57 - 8:00현재 제조 공정에서 생기는 일은,
-
8:00 - 8:03보통 디지털 실이라고 불리우는
디지털 제조 공정입니다. -
8:03 - 8:08캐드로 그린 디자인에서 생산을 위한
원형 제작을 하는 것입니다. -
8:08 - 8:10디지털 실은 원형 제작에
자주 실패 하게 되는데, -
8:10 - 8:13이것은 모든 제조 공정을
제대로 거칠 수 없고, -
8:13 - 8:17대부분의 물건이 최종 제품의 특성을
가지고 있지 않기 때문입니다. -
8:17 - 8:23이제는 디지털 실을 디자인, 원형생산,
제조 공정까지 전부 연결할 수 있어요. -
8:23 - 8:26이것은 모든 물건의 생산에
이용될 수 있는데, -
8:26 - 8:29개선된 연료 절감형 자동차부터
-
8:29 - 8:33높은 중량대 강도비를 갖도록
멋진 격자 형태의 부속을 사용하고 -
8:33 - 8:37새로운 터빈 블레이드를 만들어,
모든 굉장한 것들을 만들 수 있어요. -
8:37 - 8:43응급 상황에서 대체 혈관인 스텐트가
필요하다고 생각해보세요. -
8:43 - 8:49의사가 표준 사이즈의 스텐트를
선반에서 꺼내는 대신 -
8:49 - 8:55여러분 해부구조에 꼭 맞게 설계된
스텐트를 여러분 혈관에 사용하는 거죠. -
8:55 - 8:5818개월 후에 사라지게 되는
그런 특징을 가진 스텐트를 -
8:58 - 9:03응급 상황에서 실시간으로 만드는 것.
이것은 정말 획기적인 변화입니다. -
9:03 - 9:06아니면 디지털 치과도 있습니다.
이런 구조들을 만들 수 있어요. -
9:06 - 9:09심지어 여러분이 치과 의자에
앉아 있는 사이에 말입니다. -
9:09 - 9:14노스 캐롤라이나 대학의 제 학생들이
만드는 이 구조물들을 보세요. -
9:14 - 9:16이것들은 굉장한 미크로 단위의
작은 구조물들입니다. -
9:16 - 9:19아시다시피, 이 세계는 정말
나노 합성에 능합니다. -
9:19 - 9:24무어의 법칙은 물건들을
10 미크론 이하까지 작아지게 했죠. -
9:24 - 9:25우리는 정말 이런 것을 잘 합니다.
-
9:25 - 9:29하지만, 10 미크론 방식에서 1000
미크론방식으로 바꾸는 건 어렵습니다. -
9:29 - 9:31중간 방식의 제작 방법으로 말이죠.
-
9:31 - 9:35실리콘 산업의 감산 기술들은
이것을 잘 해낼 수 없습니다. -
9:35 - 9:37그들은 웨이퍼 반도체에
그렇게 잘 새길 수 없어요. -
9:37 - 9:39하지만, 이 방법은 아주 부드럽기 때문에,
-
9:39 - 9:44우리는 물건을 바닥에서 위로
가산 공법을 사용해 길러낼 수 있어요. -
9:44 - 9:46그리고 놀라운 것들을
수십초 만에 만들어 냅니다. -
9:46 - 9:50새로운 센서 기술 개발을 가능하게 하고,
신약 개발 기술을 만들고, -
9:50 - 9:55새로운 칩을 개발하는 신 연구실 등,
정말 획기적인 변화입니다. -
9:55 - 10:03그래서 최종 상품의 특징을 가진
부속을 실시간으로 만드는 기회가 -
10:03 - 10:06진정한 3D 제작을
가능하게 하는 것입니다. -
10:06 - 10:08이것은 우리에게는
매우 흥분되는 멋진 일입니다. -
10:08 - 10:16하드웨어, 소프트웨어, 분자과학들 중에
독자적인 것이기 때문입니다. -
10:16 - 10:22세계 설계자들과 공학자들이 이 멋진
장비로 무엇을 할 수 있을지 기대됩니다. -
10:22 - 10:24경청해 주셔서 감사합니다.
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10:24 - 10:29(박수)
- Title:
- 3D 프린터가 백배 더 빠르다면 어떨까요?
- Speaker:
- 조세프 드시몬
- Description:
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조세프 드시몬에 따르면, 우리가 3D 프린팅이라고 생각하는 것은 실상 2D 프린팅을 천천히 반복하는 것이라고 합니다. 테드 2015의 무대에서 그는 터미네이터2 영감을 받은 도전적인 새 기술을 보여줍니다. 그 기술은 25배에서 100배 빠르고, 표면이 거칠지 않은 강력한 물건을 만듭니다. 이 기술이 3D 프린팅의 어마어마한 전망을 마침내 실현시키도록 도울 수 있을까요?
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:45
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