थ्री डी प्रिंटींग शतपट अधिक वेगवान असलं असतं तर?

जोसेफ डीसिमोन म्हणतात, आपण ज्याचा थ्री डी प्रिंटींग म्हणून विचार करतो ते खरंतर केवळ टु डी प्रिंटींग हळूहळू पुन्हा पुन्हा करणं आहे. TEDx२०१५ च्या मंचावर एका नवीन धाडसी तंत्राचे अनावरण करतात -- जे, हो, टर्मिनेटर २ पासून प्रेरित झालेले आहे -- २५ ते १०० पट अधिक वेगवान आहे, आणि गुळगुळीत, दणकट भाग बनवते. थ्री डी प्रिंटींगबाबत असलेली प्रचंड आशा पूर्ण करण्यास ते मदत करू शकेल का?

आज इथे येऊन मी अतिप्रफ़ुल्लीत आहे

ज्यावर आम्ही दोन वर्षांहून
अधिक काळ काम करत होतो

त्याबद्दल आपल्याला सांगण्यासाठी,

आणि ते समावेशी
वस्तुनिर्मिती क्षेत्रातील आहे

ज्याला थ्री डी प्रिंटींगदेखील म्हणतात.

हि वस्तू तुम्हाला इथे दिसत आहे.

ती खूप साधी वाटते,
पण ती तितकीच क्लिष्टही आहे.

तो एक समकेंद्री अल्पांतरी रचनांचा संच आहे

प्रत्येकात जोडण्या असलेला.

या परिस्थितीत तो पारंपरिक उत्पादन तंत्रानी
बनवता येऊ शकणारा नाही.

त्याची सममिती अशी आहे
ज्यामुळे तो साचा वापरून

तुम्ही बनवू शकत नाही.

आकारयंत्र वापरूनही
तुम्ही तो बनवू शकत नाही.

हे थ्री डी प्रिंटरचे काम आहे,

पण बहुतांशी थ्री डी प्रिंटर्सना
हा बनवण्यासाठी ३ ते १० तास लागतील,

आणि आपण तो आज या मंचावर
बनवण्याचे आव्हान घेणार आहोत

या १० मिनिटांच्या व्याख्यानादरम्यान.

आम्हाला शुभेच्छा द्या.

थ्री डी प्रिंटींग हि खरंतर
एक अपसंज्ञा आहे.

ते खरंतर टु डी प्रिंटींग
पुन्हा पुन्हा करणे आहे,

आणि वास्तविकता टु डी प्रिंटींगच्या
संदर्भातील तंत्रज्ञान ते वापरते.

इंकजेट प्रिंटींगची कल्पना करा ज्यात
अक्षरनिर्मितीसाठी तुम्ही पानावर शाई टाकता,

आणि तेच पुन्हा पुन्हा करता
एक त्रिमितीय वस्तू बनवण्यासाठी.

मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या क्षेत्रात

असंच काहीसं करण्यासाठी तंत्र
वापरतात ज्याला लिथोग्राफी म्हणतात

ट्रांजिस्टर्स व इंटीग्रेटेड सर्किट्स
निर्मितीसाठी

व एखाद्या रचनेच्या उभारणीसाठी.

हे सगळं टु डी प्रिंटींगचे
तंत्रज्ञान आहे.

मी एक रसायनशास्त्रज्ञ
आणि पदार्थशास्त्रज्ञसुद्धा आहे,

आणि माझे सहसंशोधकसुद्धा
पदार्थशास्त्रज्ञ आहेत,

एक रसायनशास्त्रज्ञ,
एक भौतिकशास्त्रज्ञ,

आणि आम्हाला थ्री डी प्रिंटींगमधे
आवड निर्माण झाली.

आणि बऱ्याचदा, तुम्हाला माहीतच असेल,
नवीन कल्पना या बहुदा साध्या जोडण्या

असतात विविध समुदायातील विविध
अनुभव असलेल्या लोकांमधील

आणि तीच आमची गोष्ट आहे.

आम्ही प्रेरित झालो होतो

"टर्मिनेटर २" मधील टी - १००० साठी
असलेल्या दृश्याने,

आणि आम्हाला वाटलं, एक थ्री डी प्रिंटर
या पद्धतीने का काम करू शकणार नाही,

ज्यात एखादी वस्तू चिखलातून वर येईल

त्या वेळेतच

काहीही वाया न जाता

एक छानशी वस्तू बनवण्यासाठी?

अगदी चित्रपटांत असतं तसं.

आणि हॉलिवुडपासून प्रेरणा घेऊन

हे प्रत्यक्षात काम करू लागण्यासाठी
आपण मार्ग शोधू शकतो का?

आणि ते आमचं आव्हान होतं.

आणि आमचा दृष्टिकोन हा असेल,
जर आम्ही ते करू शकलो,

तर आम्ही थ्री डी प्रिंटींग हि उत्पादनाची
प्रक्रिया होण्यापासून वंचित राहण्याच्या

तीन मूळ मुद्द्यांना संबोधित करू शकू.

एक, थ्री डी प्रिंटर खूप वेळ घेतो.

काही मशरूम आहेत जे थ्री डी प्रिंट
केलेल्या भागांपेक्षा वेगाने वाढतात. (हशा)

थरावर थर टाकण्याच्या प्रक्रियेने

यांत्रिक गुणधर्मांत दोष निर्माण होतात,

आणि जर आपण एकसंध वाढ करू शकलो
तर आपण त्या दोषांचे निर्मूलन करू शकू.

आणि खरंच जर आपण वेगाने वाढवू शकलो,
तर आपण असे पदार्थ वापरू शकू

जे स्वतःहूनच सुकतात, आणि आपल्याला
आश्चर्यकारक गुणधर्म मिळतील.

म्हणजे जर हे आपल्याला जमलं,
हॉलिवुडची नक्कल करू शकलो,

तर आपण वास्तविकता थ्री डी
मॅनुफॅक्चरींग हाताळू शकू.

बहुवारिक रसायनशास्त्रातील
सर्वसाधारण ज्ञानाचा वापर करून

प्रकाश आणि प्राणवायूच्या

वापराने भाग बनवणे हा आमचा मार्ग आहे.

प्रकाश आणि प्राणवायू वेगवेगळ्या
प्रकारे काम करतात.

प्रकाश राळेचं रूपांतर
घनपदार्थात करू शकतो,

आणि द्रवपदार्थाचे रूपांतर
घनपदार्थात करू शकतो.

प्राणवायू ती प्रक्रिया रोखतो.

म्हणजेच प्रकाश आणि प्राणवायू
एकमेकांच्या विरुद्ध ध्रुवांवर असतात

रसायनशास्त्रीय दृष्टिकोनातून पाहता,

आणि जर आपण प्रकाश आणि प्राणवायू
अवकाशिकतः नियंत्रित करू शकलो

तर हि प्रक्रिया आपण नियंत्रित करू शकू.

आम्ही याला सीएलआयपी [कंटिन्यूयस लिक्विड
इंटरफेस प्रॉडक्शन] असे म्हणतो.

त्याचे तीन कार्यकारी भाग आहेत.

एक, त्याची एक टाकी आहे
जिच्यात लगदा असतो

टी - १००० सारखाच.

टाकीच्या तळाशी एक विशेष
खिडकी असते.

मी त्याबाबत नंतर सांगतो.

याशिवाय, त्यात एक मंच असतो
जो लगद्यात जाईल

आणि द्रव्यातून वस्तूला बाहेर
ओढून काढेल.

तिसरा भाग म्हणजे अंकीय
प्रकाश प्रक्षेपक व्यवस्था

टाकीच्याखाली असते,

जी प्रकाशाला अतिनील क्षेत्रात
प्रदीप्त करते.

आता, टाकीच्या तळाशी असलेली हि
खिडकी महत्वाची आहे,

ती संमिश्रित पदार्थांची असते,
ती एक विशेष खिडकी असते.

ती केवळ प्रकाशाला पारदर्शकच नव्हे
तर प्राणवायुसाठीदेखील पारगम्य असते.

डोळ्यांच्या लेन्ससारखे तिचे
गुणधर्म असतात.

त्यामुळे प्रक्रिया कशी होते हे
आपल्याला दिसू शकते

तुम्हाला आता दिसू शकतं कि जसा
तुम्ही तो मंच तिथे आत खाली करता

एका पारंपरिक पद्धतीने,
एका प्राणवायू अपारगम्य खिडकीतून,

तुम्ही एक द्विमितीय नमुना तयार करता

आणि तुम्ही तो खिडकीवर चिकटवता
एका पारंपरिक खिडकीच्या सहाय्याने,

आणि मग पुढचा स्टार आणण्यासाठी,
तुम्हाला ती विलग करावी लागते,

नवीन राळ टाकावी लागते,
तिला तिच्या जागी पुन्हा ठेवावी लागते,

आणि हि प्रक्रिया पुन्हा पुन्हा
करावी लागते.

पण आपल्या या विशेष खिडकीमुळे,

आपण काय करू शकतो कि,
खालून येणाऱ्या प्राणवायूला

जेव्हा प्रकाश भिडतो,

प्राणवायू अभिक्रिया रोखतो,

आणि आपण एक निश्चेष्ट क्षेत्र
तयार करतो.

हे निश्चेष्ट क्षेत्र
काही मायक्रॉन्स जाड असते,

म्हणजे लाल रक्तपेशीच्या दुप्पट
किंवा तिप्पट व्यास असलेले,

खिडकीच्या सन्मुख असताना
ते द्रवरूप असते,

आणि आपण हि वस्तू वर ओढतो,

आपण शास्त्राच्या पेपरमधे लिहिल्याप्रमाणे,

आपण जसं प्राणवायूचं प्रमाण बदलतो,
आपण निश्चेष्ट क्षेत्राची जाडी बदलू शकतो.

आणि बदलत राहणारे असे अनेक महत्वाचे
घटक जे आपण नियंत्रित करतो:

प्राणवायूचे प्रमाण, प्रकाश,
प्रकाशाची तीव्रता, सुकण्यासाठी

लागणारे प्रमाण, प्रवाहिता, भूमिती,

आणि प्रक्रियेच्या नियंत्रणासाठी
आम्ही एक सुविकसित प्रणाली वापरतो.

परिणाम खूप विस्मयकारक आहे.

ती प्रक्रिया पारंपरिक थ्री डी प्रिंटर्सच्या
तुलनेत २५ ते १०० पट अधिक

वेगवान आहे जे मूलगामी बदल
घडवणारं आहे.

याशिवाय, ते द्रवरूप सन्मुख करण्याची
आमची क्षमता म्हणून

मला वाटतं आम्ही १,००० पट
अधिक वेगाने जाऊ शकतो,

आणि त्यामुळे खूप उष्णता निर्माण करण्याची
संधी उपलब्ध होते,

आणि एक रासायनिक अभियंता म्हणून
उष्णता वाहनाबाबतीत आणि या कल्पनेने कि

एके दिवशी आपल्याकडे पाण्याने थंड होणारे
थ्री डी प्रिंटर्स असतील कारण त्यांचा वेग

खूप वाढतो आहे मी खूप उत्साहित होतो.

याशिवाय, आपण गोष्टींची वृद्धी करत
असल्याने आपण स्तरांचे निर्मूलन करतो,

आणि भाग एकसंघ असतात.

तुम्हाला पृष्ठभागाची रचना दिसत नाही.

रेणवीय दृष्ट्या तुम्हाला
गुळगुळीत पृष्ठभाग मिळतो.

आणि बहुतांशी भाग जे थ्री डी प्रिंटरवर
बनवलेले असतात त्यांचे यांत्रिक गुणधर्म

स्तरसमान रचना असल्या कारणाने,
ते बनवताना अभिमुखता कशी होती

यावर अवलंबून असल्याने तसे
कुविख्यात असतात.

पण जेव्हा तुम्ही वस्तू यासारख्या बनवता,

तेव्हा बनवण्याच्या दिशेनुसार गुणधर्म
बदलत नाहीत.

ते साच्यातून बनवलेल्या भागांसारखे दिसतात,

जे पारंपरिक थ्री डी उत्पादन
प्रक्रियेपेक्षा खूप वेगळं आहे.

याशिवाय, आपण बहुवारिक

रसायनशास्त्राचे ज्ञान वापरून

आपण अशा पदार्थांची रचना करू शकतो

ज्याचे गुणधर्म आपल्याला
एका थ्री डी प्रिंटेड वस्तूत हवे असतात.

(टाळ्या)

ते बघा. हे छानच आहे.

मंचावर असं काही घडणार नाही हा
धोका आपण नेहमीच पत्करतो, बरोबर?

पण उत्तम यांत्रिक गुणधर्म असलेले
घटकपदार्थ असू शकतात.

हि पहिलीच वेळ आहे जेव्हा आपल्याकडे

प्रत्यास्थबहुवारिक असू शकतात
जे अधिक लवचिक

किंवा तकलादू असतील.

उदाहरणार्थ कंपन नियंत्रण
किंवा उत्तम स्निकर्सची कल्पना करा

आपण प्रचंड ताकद असलेले,
ताकद वजनाचे उच्च गुणोत्तर

असलेले घटकपदार्थ बनवू शकतो,
खूप ताकदवान घटकपदार्थ,

उत्तम प्रत्यास्थबहुवारिक,

मी हे श्रोत्यांकडे फेकतो.

घटकपदार्थांचे उत्तम गुणधर्म.

आणि म्हणून आता हि संधी आली आहे,
जर तुम्ही खरंच भाग बनवू शकलात

ज्यात अंतिम उत्पादनाचे गुणधर्म असतील

आणि तुम्ही ते अतिवेगाने करू शकलात

तर तुम्ही उत्पादनप्रक्रियेत आमूलाग्र
बदल घडवू शकता.

सध्या उत्पादन प्रक्रियेत काय होतं कि

तथाकथित अंकीय धागा अंकीय
उत्पादनात असतो.

आपण कॅड आकृतीपासून, रचनेपासून,
प्रतिकृतीपर्यंत आणि मग उत्पादन करतो.

नेहमी अंकीय धागा
प्रतिकृतीच्या टप्प्याला तुटतो,

कारण तुम्ही थेट उत्पादन करू शकत नाही

कारण बहुतांशी भागांमधे
अंतिम उत्पादनाचे गुणधर्म नसतात.

आपण आता तो अंकीय धागा जोडू शकतो

रचनेपासून ते प्रतिकृतीपासून ते
उत्पादनापर्यंत,

आणि त्या संधीमुळे अनेक पर्याय खुले होतात

उत्तम ज्वलन गुणधर्म असलेल्या
अधिक इंधनक्षम गाड्यांपासून

ते ताकद वजनाच्या उच्च गुणोत्तराने शक्य

होणारे नवीन टर्बाईनची पाती,
अशा सगळ्या विस्मयकारी गोष्टी शक्य आहेत.

आणीबाणीच्या परिस्थितीत तुम्हाला स्टेंट
लागला तर कल्पना करा,

डॉक्टरांनी उपलब्ध असलेला स्टेंट
काढण्यापेक्षा,

जो प्रमाणित आकारात असतो,

असा स्टेंट जो तुमच्यासाठी
तुमच्या शरीररचनेनुसार असेल,

तुमच्या स्वतःच्या रक्तवाहिन्या,

आणीबाणीच्या परिस्थितीत प्रिंट करून
त्याचे असे गुणधर्म असतील कि

तो १८ महिन्यांनंतर नाहीसा होईल:
खूपच अमूलाग्र बदल.

किंवा अंकीय दंतचिकित्सा, आणि
अशा प्रकारच्या रचना करणे

तुम्ही दंतचिकित्सकाच्या खुर्चीवर असताना.

आणि माझे विद्यार्थी बनवत असलेल्या रचना बघा

नॉर्थ कॅरोलिना विद्यापीठात.

या विस्मयकारी अतिसूक्ष्म रचना आहेत.

आपल्याला माहीतच आहे कि
नॅनो उत्पादनात जग खूप पुढे आहे.

मूरच्या नियमामुळे गोष्टी आता १० मायक्रॉन
आणि त्याहूनही खाली गेल्या आहेत.

आपण त्यात खरंच छान प्रगती केली आहे

पण १० मायक्रॉन ते १,००० मायक्रॉन या
पातळीवर गोष्टी तयार करणे खूप कठीण आहे,

मेजोस्केलवर.

आणि सिलिकॉन उद्योगातील
अंशलोपादेशी तंत्रं ते

नीटसं करू शकत नाहीत.

ते अतिपातळ चकत्यांवर नीटसं
कोरू शकत नाही.

पण हि प्रक्रिया इतकी हळूवार आहे कि

आपण या वस्तू तळापासून उभारू शकतो,

समावेशी उत्पादन प्रक्रिया वापरून

आणि विस्मयकारी गोष्टी
अगदी सेकंदाच्या दहाव्या

भागात बनवू शकतो,

ज्यामुळे नवीन सेन्सर तंत्रज्ञान,
औषध देण्याचे नवीन तंत्रज्ञान,

चिपवरील प्रयोगशाळेसारखे उपयोग करू
शकतो, खरंच अमूलाग्र बदल घडवणाऱ्या गोष्टी.

म्हणून अंतिम उत्पादनासारखे गुणधर्म
असलेल्या भागाची निर्मिती त्यावेळेतच

करण्याच्या या संधीने थ्री डी उत्पादन

प्रक्रियेसाठी दारं खुली केली आहेत

आणि आम्हाला हे खूप प्रफुल्लित
करणारं आहे कारण हे हार्डवेयर,

सॉफ्टवेयर आणि रेणवीय शास्त्राच्या
छेदाला आपलंसं करण्यासारखं आहे,

आणि जगभरातील रचनाकार
आणि अभियंते या साधनाचा वापर करून

काय काय करू शकतील हे बघण्यास
मी आतुर आहे.

ऐकून घेतल्याबद्दल आभार.

(टाळया)