TEDxVienna
Klaus Stadlmann: The world's smallest 3D printer
Filmed:
Readability: 3.4
370,516 views
What could you do with the world’s smallest 3D printer? Klaus Stadlmann demos his tiny, affordable printer that could someday make customized hearing aids -- or sculptures smaller than a human hair.
(Filmed at TEDxVienna.)
Klaus Stadlmann - Engineer
Klaus Stadlmann was pursuing his PhD at Vienna's Technical University when a broken laser system gave him some unexpected free time to think. Instead of working on his thesis, he decided to build the world's smallest 3D printer. Full bio
Klaus Stadlmann was pursuing his PhD at Vienna's Technical University when a broken laser system gave him some unexpected free time to think. Instead of working on his thesis, he decided to build the world's smallest 3D printer. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:47
Hello everybody,
thanks for having me today.
thanks for having me today.
0
1442
2550
Ahoj všichni, díky za pozvání.
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
Utrpěl jsem malé zranění,
00:51
but it takes more than a car
to stop me from talking to you.
to stop me from talking to you.
2
5889
3292
ale jedno auto mi nezabrání,
abych k vám dneska promluvil.
abych k vám dneska promluvil.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(Smích)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(Potlesk)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
Tank by asi stačil.
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
Dnes bych vám rád pověděl o mikrotiskárně,
o své práci, jak to všechno začalo,
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
01:10
what was my motivation to build
the smallest 3-D printer in the world.
the smallest 3-D printer in the world.
8
24862
5721
o své motivaci sestrojit nejmenší
3D tiskárnu na světě.
3D tiskárnu na světě.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
Nejprve vám povím o svém zaměstnání.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
Tedy, normálně pracuji v oboru
dvoufotonové polymerizace.
dvoufotonové polymerizace.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
Zní to jako obor pro šprty.
Je to pro šprty.
Je to pro šprty.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(Smích)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
Co v tomto oboru potřebujeme?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
Je potřeba komplexní laserový systém,
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
jmenuje se femtosekundový laser,
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
kterým zaměříte na velmi malé místo -
malililinkaté místečko -
malililinkaté místečko -
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
a proto jde o velmi drahý
a nepříliš odolný laserový systém. (Smích)
a nepříliš odolný laserový systém. (Smích)
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
A navíc k němu potřebujete ještě
komplikovaný souřadný systém.
komplikovaný souřadný systém.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
Říkáme mu "Teta Agáta",
protože je hrozně těžký
protože je hrozně těžký
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
a taky se nám líbilo jméno Agáta.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(Smích)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
Tento souřadný systém nám umožňuje
pohybovat laserem
pohybovat laserem
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
velice přesně, například v našem
měřítku je to přesnost 200 nanometrů.
měřítku je to přesnost 200 nanometrů.
02:10
so very accurate.
24
84127
1159
Tak velmi přesně.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
A co s tím pak můžete dělat?
02:13
You can do things
that you cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
Můžete dělat věci, které jsou
pouhým okem neviditelné.
pouhým okem neviditelné.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
Můžete vytisknout cokoliv vás napadne,
02:19
you can print out a tower bridge,
you can print out Agathe's husband ...
you can print out Agathe's husband ...
28
93540
4319
můžete vytisknout třeba Tower Bridge
nebo manžela pro Agátu...
nebo manžela pro Agátu...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(Smích)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
OK, ale co je na tom tak úžasného?
02:33
You maybe notice this scale bar,
and it's 100 microns for the tower bridge
and it's 100 microns for the tower bridge
31
107234
6376
Možná jste si povšimli uvedeného měřítka,
je to 100 mikronů u mostu
je to 100 mikronů u mostu
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
a 20 mikronů v případě tlustého chlapíka.
02:42
For comparison, the diameter
of a human hair is around 50 microns.
of a human hair is around 50 microns.
33
116041
4631
Pro srovnání, průměr lidského vlasu
je kolem 50 mikronů.
je kolem 50 mikronů.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
Takže tyto výtvory jsou jako
zrnko prachu, nebo ještě menší,
zrnko prachu, nebo ještě menší,
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
stěží je uvidíte pouhým okem.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
Co ještě lze dělat,
a my se tomu také věnujeme,
a my se tomu také věnujeme,
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
je vylepšování systému,
vylepšování té pryskyřice,
vylepšování té pryskyřice,
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
to je materiál, který používáme
na přichycení červa a jemu podobných.
na přichycení červa a jemu podobných.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
Uvnitř pryskyřice pohybujeme naším
laserem a díky tomu polymerizuje,
laserem a díky tomu polymerizuje,
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
a daří nám se odchytit živé zvíře,
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
v tomto případě určitého červa.
03:19
What we're trying to do,
or what the next step would be,
or what the next step would be,
42
153471
3811
A teď se snažíme, nebo tedy
dalším krokem bude
dalším krokem bude
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
vytvoření biokompatibilních polymerů,
a pak můžeme něco vepsat do vašeho těla,
a pak můžeme něco vepsat do vašeho těla,
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
nebo do těla toho červa,
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
nebo napojit buňky
na naše struktury a tak dál.
na naše struktury a tak dál.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
Tedy, OK, to je můj běžný pracovní obor.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
Dnes vám chci povědět
příběh vzniku mikrotiskárny.
příběh vzniku mikrotiskárny.
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
Co mě motivovalo?
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
Všechno začalo v pondělí
ráno v 6:30.
ráno v 6:30.
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
OK, to je lež. Spíš bylo tak deset.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
(Smích)
03:56
I went to my laser lab, which is located
near Karlsplatz, in Freihaus,
near Karlsplatz, in Freihaus,
52
190288
4967
Přišel jsem do laborky
na Technické Univerzitě ve Vídni,
na Technické Univerzitě ve Vídni,
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
která je poblíž Karlova náměstí
ve čtvrti Freihaus,
ve čtvrti Freihaus,
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
Přišel jsem a uviděl, že laser je rozbitý.
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
Zkusil jsem to opravit.
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
Pracoval jsem na tom půl dne,
několik hodin.
několik hodin.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
Pak jsem si všiml, že hlavní
problém bude zdroj čerpadla.
problém bude zdroj čerpadla.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
To bych sám opravit nedokázal,
museli jsme zavolat servisní techniky.
museli jsme zavolat servisní techniky.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
A v tu chvíli mi došlo,
že mám spoustu času na přemýšlení.
že mám spoustu času na přemýšlení.
04:23
So I thought, "What to do now?
Maybe start to write my PhD thesis."
Maybe start to write my PhD thesis."
60
217765
4357
Řekl jsem si: "Co teď budu dělat?
Pustím se do psaní disertační práce?"
Pustím se do psaní disertační práce?"
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(Smích)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
Ne, ne, ne, to není dobrý nápad.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
Pak mě napadlo, že bych se pustil
do psaní vědeckého článku.
do psaní vědeckého článku.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
Taky špatný nápad.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
A najednou, v sobotu,
po týdnu přemýšlení,
po týdnu přemýšlení,
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
jsem přišel s nápadem
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
sestrojit nejmenší
3D mikrotiskárnu na světě.
3D mikrotiskárnu na světě.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(Smích)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
Nebo nejmenší 3D tiskárnu na světě.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(Potlesk)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
Zavolal jsem svému profesorovi
a řekl jsem mu o tom.
a řekl jsem mu o tom.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"Hej, pojďme tu věc postavit!
Já na to mám čas. Je to OK?"
Já na to mám čas. Je to OK?"
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
"Pusť se do toho, postav to."
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
A tak jsem šel na univerzitu
a od té chvíle
a od té chvíle
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
jsem jednoduše všechno přesunul
z mozku do počítače,
z mozku do počítače,
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
abych vytvořil počítačový model
celé té věci.
celé té věci.
05:14
And after a few months,
we had the first test run with the system.
we had the first test run with the system.
77
268611
5259
A za pár měsíců už probíhalo
první testování systému.
první testování systému.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
Pracoval bezchybně už od prvních testů
05:24
and it had the same resolution
as systems which cost 60,000 euros,
as systems which cost 60,000 euros,
79
278219
5317
a se stejným rozlišením
jako systémy za 60.000 eur,
jako systémy za 60.000 eur,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
zatímco my za to utratili jen 1.500 eur,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
tedy když nepočítám svůj plat,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
ale to by nebylo o moc více.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(Smích)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
OK, jak to funguje?
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
Přinesl jsem vám video,
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
kde vidíte, jak nahrajete vložíte
svůj soubor ve 3D.
svůj soubor ve 3D.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
Toto video připravil
můj kamarád Junior Veloso.
můj kamarád Junior Veloso.
05:55
And you can see, you have
a set stage which moves up.
a set stage which moves up.
88
309184
3766
Jak vidíte, máme pevnou desku,
která se pohybuje směrem nahoru.
která se pohybuje směrem nahoru.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
Pod touto deskou je tekutina,
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
která se vytvrzuje světlem.
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
Plátek po plátku vytvoříte model,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
který vlastně taháte ven z tekutiny.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
Záleží jen na tom, jak velký je váš model.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
Možná budete mít 100 plátků,
možná 1.000 nebo 10.000 plátků.
možná 1.000 nebo 10.000 plátků.
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
Takhle to funguje.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
Samozřejmě je to mnohem větší stroj
než mikrotiskárna,
než mikrotiskárna,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
ale pracuje víceméně na stejném principu,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
to jsem vám chtěl ukázat.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
Nakonec tahle hlava, tahle ufouní hlava,
zůstane připevněna na stavební desku
a když je proces dokončen,
a když je proces dokončen,
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
06:39
and when the process is done,
you just simply have to break the head
you just simply have to break the head
101
353930
6208
jednoduše odlomíte hlavu od podpěry,
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
kterou jste potřebovali,
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
a je hotovo.
06:51
So.
104
365843
1390
Tak.
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
Ok, a jak ta mikrotiskárna
doopravdy vypadá?
doopravdy vypadá?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
Někteří z vás už možná
viděli tento obrázek.
viděli tento obrázek.
07:01
I also brought it to you in person,
so I want to kindly introduce you
so I want to kindly introduce you
107
375444
5237
Donesl jsem také jednu skutečnou,
vypadá takto,
vypadá takto,
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
a rád bych vás s touto 3D mikrotiskárnou
seznámil.
seznámil.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
Je celkem malá, je to stolní verze.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
Cenově dostupný systém.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
A jsme na ni velmi pyšní,
vlastně, a ...
vlastně, a ...
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(Smích)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
Máme tenhle malý systém,
existují i větší kousky.
existují i větší kousky.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
Co můžete dělat s levným,
dostupným systémem?
dostupným systémem?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
Například všichni znáte
tato naslouchátka?
tato naslouchátka?
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
Jsou vyráběná individuálně
pro každého člověka,
pro každého člověka,
tohle je skvělý příklad
použití této technologie
použití této technologie
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
07:42
for using this technology
to create the shell for a hearing aid.
to create the shell for a hearing aid.
118
416241
4556
k výrobě obalu na naslouchátko.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
Standardně přijdete do obchodu,
oni vám oskenují ucho,
oni vám oskenují ucho,
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
data pošlou do Německa emailem a --
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(Smích)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
tam ho vytisknou na --
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(Potlesk)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Děkuji.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(Potlesk)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
Tam ho vytisknou na velkém stroji,
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
a pak, když je hotové,
pošlou ho zpět do Vídně
pošlou ho zpět do Vídně
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
nebo kamkoliv jinam --
08:15
via post --
129
449284
1168
poštou --
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
a tam do něj zastrčí elektroniku.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
Když máte v obchodě mikrotiskárnu,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
přijdete do obchodu,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
oskenují vám ucho,
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
zmáčknou "Tisk",
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
ten 3D model se naplátkuje
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
a vy si zajdete na kafe,
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
zajdete si na univerzitu,
cokoliv chcete,
cokoliv chcete,
08:36
and instead of five days, you can have
your ear shell or your hearing aid
your ear shell or your hearing aid
138
470489
5547
a namísto pěti dní,
máte obal nebo naslouchátko
za jeden den.
za jeden den.
08:42
in just one day.
139
476060
2536
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
A to je jen příklad,
jak tyto malé stroje,
jak tyto malé stroje,
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
nebo jiné levné 3D tiskárny,
můžou změnit náš každodenní život.
můžou změnit náš každodenní život.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Tak vám děkuji,
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
a začněte tisknout cokoliv chcete,
cokoliv budete potřebovat.
cokoliv budete potřebovat.
(Potlesk)
08:59
(Applause)
144
493879
2030
ABOUT THE SPEAKER
Klaus Stadlmann - EngineerKlaus Stadlmann was pursuing his PhD at Vienna's Technical University when a broken laser system gave him some unexpected free time to think. Instead of working on his thesis, he decided to build the world's smallest 3D printer.
Why you should listen
Klaus Stadlmann graduated from the Technical University of Vienna with a degree in Industrial Engineering. While pursuing his PhD at the Institute of Material Sciences and Technologies at Vienna's Technical University, Klaus led the project to develop the world's smallest 3D printer.
Klaus Stadlmann | Speaker | TED.com