ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

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Klaus Stadlmann | Speaker | TED.com
TEDxVienna

Klaus Stadlmann: The world's smallest 3D printer

Filmed:
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.)
- 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

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Bonjour tout le monde,
merci de me recevoir.
00:47
HelloSalut everybodyTout le monde,
thanksMerci for havingayant me todayaujourd'hui.
0
1442
2550
Je suis un peu blessé,
00:50
I'm a little bitbit injuredblessé,
1
4460
1405
00:51
but it takes more than a carvoiture
to stop me from talkingparlant to you.
2
5889
3292
mais il faut plus qu'une voiture
pour m'empêcher de vous parler.
00:55
(LaughterRires)
3
9205
2516
(Rires)
00:57
(ApplauseApplaudissements)
4
11745
3167
(Applaudissements)
01:00
Maybe a tankréservoir?
5
14936
1272
Peut être un tank ?
01:04
So todayaujourd'hui, I want to talk
about the microprintermicro-imprimante,
6
18919
3101
Aujourd'hui, je voudrais vous parler
de la micro-imprimante,
01:08
about my work, how everything startedcommencé,
7
22044
2794
de mon travail, de comment
tout a commencé,
01:10
what was my motivationmotivation to buildconstruire
the smallestplus petit 3-D-D printerimprimante in the worldmonde.
8
24862
5721
de pourquoi j'ai voulu construire
la plus petite imprimante 3D du monde.
01:16
Let's startdébut with my dailydu quotidien businessEntreprise.
9
30607
3319
Commençons avec mon travail quotidien.
01:19
So, my normalnormal workingtravail fieldchamp is calledappelé
two-photondeux photons polymerizationpolymérisation.
10
33950
4331
En général, je travaille sur quelque chose
appelé polymérisation à deux photons.
01:25
It soundsdes sons very nerdyringard, it is very nerdyringard.
11
39111
3258
Ça a l'air très geek, c'est très geek.
01:28
(LaughterRires)
12
42393
1319
(Rires)
01:30
What do you need for makingfabrication this stuffdes trucs?
13
44465
3336
De quoi a-t-on besoin pour faire ça ?
01:33
You need a complexcomplexe laserlaser systemsystème,
14
47825
2200
Il faut un outil laser complexe
01:36
a so-calledsoi-disant femtosecondfemtoseconde laserlaser systemsystème,
15
50049
2318
appelé laser femtoseconde,
01:38
whichlequel you focusconcentrer ontosur a very tinyminuscule spotplace --
very, very, very tinyminuscule --
16
52391
5463
qu'il faut diriger sur un petit point --
un très très très petit point --
01:43
and this is a very expensivecoûteux,
not very durabledurable laserlaser systemsystème. (LaughsRires)
17
57878
5693
et c'est un laser très cher,
et pas très écologique. (Rires)
01:50
And on the other handmain, you need
a very complexcomplexe positioningde positionnement systemsystème.
18
64264
4189
D'autre part, il faut un outil
de positionnement très complexe.
01:54
We call it "AgatheAgathe,"
because it's very heavylourd,
19
68477
3587
On l'appelle « Agathe »,
parce qu'il est très lourd,
01:58
and we thought AgatheAgathe was a niceagréable nameprénom.
20
72088
2305
et qu'on trouvait qu'Agathe
était un joli prénom.
02:00
(LaughterRires)
21
74417
1150
(Rires)
02:02
And, well, you need this systemsystème
to movebouge toi the laserlaser throughpar,
22
76757
3441
On a besoin de cet outil
pour bouger le laser,
02:06
for exampleExemple, at the very accurateprécis
levelniveau, about 200 nanometersnanomètres,
23
80222
3881
de façon très précise,
d'environ 200 nanomètres par exemple,
02:10
so very accurateprécis.
24
84127
1159
donc vraiment précise.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
Et, que peut-on faire avec ça ?
02:13
You can do things
that you cannotne peux pas see with your eyesles yeux.
26
87817
3307
On peut créer des choses
invisibles à l’œil nu.
02:17
So you can printimpression out whateverpeu importe you want,
27
91148
2368
Vous pouvez donc imprimer
tout ce que vous voulez,
02:19
you can printimpression out a towerla tour bridgepont,
you can printimpression out Agathe'sAgathe husbandmari ...
28
93540
4319
vous pouvez imprimer un pont,
vous pouvez imprimer le mari d'Agathe ...
02:24
(LaughterRires)
29
98343
1968
(Rires)
02:27
OK, but, what makesfait du it so mind-blowingépoustouflant?
30
101145
6065
Ok, mais pourquoi
est-ce si extraordinaire ?
02:33
You maybe noticeremarquer this scaleéchelle barbar,
and it's 100 micronsmicrons for the towerla tour bridgepont
31
107234
6376
Vous voyez peut-être cette échelle,
et elle est de 100 microns pour le pont,
02:39
and 20 micronsmicrons for the fatgraisse man.
32
113634
2383
et 20 microns pour l'homme obèse.
02:42
For comparisonComparaison, the diameterdiamètre
of a humanHumain haircheveux is around 50 micronsmicrons.
33
116041
4631
En comparaison, le diamètre d'un cheveu
humain est d'environ 50 microns.
02:46
So these objectsobjets are like
a dustpoussière particleparticule or even smallerplus petit,
34
120696
5258
Ces objets ont donc la taille
d'un grain de poussière voire moins,
02:51
so you can hardlyà peine see them.
35
125978
2760
donc vous pouvez difficilement les voir.
02:55
What you can alsoaussi do
and what we are alsoaussi workingtravail on
36
129551
4245
Ce que vous pouvez aussi faire,
et ce sur quoi on travaille également,
02:59
is improvingaméliorer the systemsystème,
improvingaméliorer the resinsrésines,
37
133820
4088
c'est d'améliorer le système,
d'améliorer les résines,
03:03
the materialMatériel we use for catchingcontagieux
a wormver or something elseautre.
38
137932
5605
le matériau qu'on utilise pour attraper
un ver, ou autre chose.
03:09
InsideÀ l’intérieur the resinrésine, we movebouge toi the laserlaser
throughpar the resinrésine, it getsobtient polymerizedpolymérisés,
39
143561
5330
À l'intérieur de la résine,
on déplace le laser, elle se polymérise,
03:14
and we catchcapture a livingvivant animalanimal,
40
148915
2814
et on attrape un animal vivant,
03:17
here, a specialspécial wormver.
41
151753
1694
ici, un ver particulier.
03:19
What we're tryingen essayant to do,
or what the nextprochain stepétape would be,
42
153471
3811
Ce qu'on essaye de faire,
la prochaine étape,
03:23
is to make biocompatiblebiocompatible polymerspolymères
and maybe to writeécrire some things
43
157306
6568
c'est créer des polymères biocompatibles
et peut-être écrire quelque chose
03:29
insideà l'intérieur your bodycorps
or insideà l'intérieur the bodycorps of a wormver,
44
163898
3252
à l'intérieur de votre corps
ou à l'intérieur de celui d'un ver,
03:33
or to attachattacher cellscellules
to our structuresles structures, and so on.
45
167174
4905
ou de relier des cellules
à nos structures, et ainsi de suite.
03:38
But, OK, that's my normalnormal workingtravail fieldchamp.
46
172103
3134
Mais, ok, ça, c'est mon travail habituel.
03:41
TodayAujourd'hui I want to tell the storyrécit
behindderrière the microprintermicro-imprimante.
47
175261
4418
Aujourd'hui, je veux vous raconter
l'histoire de la micro-imprimante.
03:45
What was my motivationmotivation?
48
179703
1735
Quelle était ma motivation ?
03:47
Well, everything startedcommencé
on MondayLundi morningMatin, 6:30.
49
181462
4539
Eh bien, tout a commencé
un lundi matin à 6h30.
03:52
OK, that's a liemensonge. Maybe it was 10 o'clockheure.
50
186025
3198
Ok, c'est un mensonge.
Il était peut être 10h.
03:55
(LaughterRires)
51
189247
1017
(Rires)
03:56
I wentest allé to my laserlaser lablaboratoire, whichlequel is locatedsitué
nearprès KarlsplatzKarlsplatz, in FreihausFREIHAUS,
52
190288
4967
Je suis allé à mon laboratoire,
qui est près de Karlsplatz, à Freihaus,
04:01
at the ViennaVienne UniversityUniversité of TechnologyTechnologie.
53
195279
2430
à l'Université de Technologie de Vienne.
04:03
I wentest allé in, and I saw
that this laserlaser systemsystème was brokencassé,
54
197733
3964
Je suis entré, et j'ai vu
que le système laser était cassé,
04:07
and I trieda essayé to fixréparer it.
55
201721
1323
j'ai essayé de le réparer.
04:09
It tooka pris me halfmoitié a day, severalnombreuses hoursheures.
56
203068
3442
Ça m'a pris une demie journée,
plusieurs heures.
04:12
Then I noticedremarqué, OK, there is a majorMajeur
issueproblème with the pumppompe sourcela source.
57
206534
4280
Et là j'ai remarqué qu'il y avait un gros
problème avec la source de pompage.
04:16
I cannotne peux pas fixréparer that myselfmoi même; we have to call
the serviceun service techniciantechnicien.
58
210838
3392
Ne pouvant pas réparer, on a
donc dû appeler le technicien du service.
04:20
And from that pointpoint on,
I noticedremarqué I had time to think.
59
214254
3487
À partir de ce moment, j'ai réalisé
que j'avais du temps pour réfléchir.
04:23
So I thought, "What to do now?
Maybe startdébut to writeécrire my PhDPh.d. thesisthèse."
60
217765
4357
Je me suis dit : « Que faire maintenant ?
Peut-être commencer à écrire ma thèse. »
04:28
(LaughterRires)
61
222146
2313
(Rires)
04:30
No, no, not a good ideaidée at all.
62
224483
2489
Non, non, très mauvaise idée.
04:32
So I startedcommencé thinkingen pensant, maybe
writeécrire a scientificscientifique paperpapier.
63
226996
4592
J'ai ensuite pensé
à écrire un article scientifique.
04:37
Not a good ideaidée at all.
64
231612
1532
Très mauvaise idée.
04:39
And then, on SaturdaySamedi,
after a weekla semaine of thinkingen pensant,
65
233168
3922
Et enfin, un samedi,
après une semaine de réflexion,
04:43
I camevenu up with the ideaidée
66
237114
1366
J'ai eu l'idée
04:44
to buildconstruire the smallestplus petit
3-D-D microprintermicro-imprimante in the worldmonde.
67
238504
3120
de construire la plus petite
micro-imprimante 3D du monde.
04:47
(LaughterRires)
68
241648
1375
(Rires)
04:49
Or, the smallestplus petit 3-D-D printerimprimante in the worldmonde.
69
243047
2275
Ou, la plus petite imprimante 3D du monde.
04:51
(ApplauseApplaudissements)
70
245346
3373
(Applaudissements)
04:56
So I calledappelé my professorprofesseur
and told him about it.
71
250390
4022
J'ai donc appelé mon professeur
pour lui en parler.
05:00
"Hey, let's buildconstruire the thing!
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
« Hey, construisons ça !
J'ai le temps. C'est ok ?
05:03
"Go aheaddevant, buildconstruire it."
73
257193
1159
- Vas-y, construis-la. »
05:04
And so I wentest allé to the universityUniversité,
and from that pointpoint on,
74
258376
3437
Je suis donc allé à l'université,
et à partir de ce moment,
05:07
I just put everything out of my braincerveau
insideà l'intérieur the computerordinateur
75
261837
3255
J'ai mis toutes mes idées
dans l'ordinateur
05:11
to make this CADCAD constructionconstruction
of the wholeentier thing.
76
265116
3471
pour créer la modélisation CAD
de l'ensemble du projet.
05:14
And after a fewpeu monthsmois,
we had the first testtester runcourir with the systemsystème.
77
268611
5259
Après quelques mois, on a lancé
le premier test du système.
05:19
It workedtravaillé brilliantlybrillamment
from the first testtester on,
78
273894
4301
Dès le début
il a remarquablement fonctionné,
05:24
and it had the sameMême resolutionrésolution
as systemssystèmes whichlequel costCoût 60,000 euroseuros,
79
278219
5317
avec la même résolution que
des systèmes coûtant 60 000 euros,
05:29
and we only spentdépensé 1,500 euroseuros
for the systemsystème,
80
283560
4080
alors que nous n'en avions
dépensé que 1 500,
05:33
not includingcomprenant my salarysalaire,
81
287664
3956
sans compter mon salaire,
05:37
but that wouldn'tne serait pas addajouter so much on its ownposséder.
82
291644
2711
mais qui n'a pas rajouté grand chose.
05:40
(LaughterRires)
83
294379
1418
(Rires)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
Ok, comment ça marche ?
05:43
I broughtapporté you a videovidéo
85
297663
1501
Je vous ai apporté une vidéo
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensionaltridimensionnel filefichier.
86
299188
4865
où vous pouvez voir comment mettre en
place votre fichier en trois dimensions.
05:50
This videovidéo was producedproduit
by a friendami of minemien, JuniorJunior VelosoVeloso.
87
304077
5083
Cette vidéo a été faite
par un de mes amis, Junior Veloso.
05:55
And you can see, you have
a setensemble stageétape whichlequel movesse déplace up.
88
309184
3766
Vous pouvez voir qu'il y a
une plateforme qui monte.
05:58
And underen dessous de the setensemble stageétape,
there is a liquidliquide,
89
312974
2509
Et sous cette plateforme,
il y a un liquide,
06:01
whichlequel getsobtient solidifiedsolidifié by the lightlumière.
90
315507
3004
qui se solidifie grâce à la lumière.
06:04
And slicetranche by slicetranche, you createcréer the modelmaquette,
91
318535
5065
Et, couche après couche,
le modèle se crée,
06:09
so you really pulltirer it out of the liquidliquide.
92
323624
5962
donc il sort vraiment du liquide.
06:16
And it just dependsdépend
on how biggros your modelmaquette is.
93
330091
3510
Et ça dépend juste
de la taille de votre modèle.
06:19
Maybe you have 100 slicestranches de,
1,000 or 10,000 slicestranches de.
94
333625
3935
Il peut y avoir 100 couches,
1 000 ou 10 000 couches.
06:23
So that's how it workstravaux.
95
337584
2635
Voilà comment ça fonctionne.
06:26
Of coursecours, this is a much biggerplus gros machinemachine
than the microprintermicro-imprimante,
96
340243
3299
Bien sûr, il s'agit d'une machine
plus grosse que la micro-imprimante,
06:29
but it usesles usages more or lessMoins
the sameMême principlesdes principes,
97
343566
2615
mais elle utilise plus ou moins
les mêmes procédés,
06:32
so that's what I want to showmontrer you.
98
346205
2220
c'est ce que je voulais vous montrer.
06:34
At the endfin, this headtête, this alienextraterrestre headtête,
99
348449
3272
À la fin, cette tête, cette tête d'alien,
06:37
is attachedattaché to the buildingbâtiment platformPlate-forme,
100
351745
2161
est attachée à la plateforme,
06:39
and when the processprocessus is doneterminé,
you just simplysimplement have to breakPause the headtête
101
353930
6208
et quand le processus est terminé,
il faut simplement détacher
la tête de la plateforme,
06:46
from the supportsoutien structurestructure you need,
102
360162
2738
et tout est prêt.
06:48
and then everything is readyprêt.
103
362924
2114
06:51
So.
104
365843
1390
Donc.
06:54
OK, but what does
the microprintermicro-imprimante look like?
105
368663
3295
Ok, mais à quoi ressemble
la micro-imprimante ?
06:57
Well, maybe some of you
have alreadydéjà seenvu this picturephoto.
106
371982
3438
Peut-être que certains d'entre vous
ont déjà vu cette photo.
07:01
I alsoaussi broughtapporté it to you in personla personne,
so I want to kindlyaimablement introduceprésenter you
107
375444
5237
Je vous l'ai aussi apportée,
donc laissez-moi vous présenter
07:06
to the 3-D-D microprintermicro-imprimante,
whichlequel looksregards like this.
108
380705
2950
la micro-imprimante 3D,
qui ressemble à ça.
07:09
So it's very smallpetit,
it's really a desktopordinateur de bureau versionversion.
109
383679
4073
Elle est très petite,
c'est vraiment une version de bureau.
07:13
It's a really affordableabordable systemsystème.
110
387776
1890
Elle est très abordable.
07:15
And we are really proudfier of it,
actuallyréellement, and --
111
389690
4263
Et, en fait, on en est vraiment fiers --
07:19
(LaughterRires)
112
393977
2000
(Rires)
07:23
And you have this tinyminuscule little systemsystème;
there are biggerplus gros onesceux.
113
397006
5718
Voilà ce très petit objet,
il en existe des plus gros.
07:28
What can you do
with a cheappas cher, affordableabordable systemsystème?
114
402748
2617
Que peut-on faire avec
cet objet si peu cher ?
07:31
For exampleExemple, you all know
these hearingaudition aidssida?
115
405389
4726
Vous connaissez tous
les prothèses auditives, par exemple ?
07:36
They have to be producedproduit
individuallyindividuellement for eachchaque personla personne,
116
410139
4353
On doit les produire une par une,
pour chaque personne,
07:40
so this is a perfectparfait exampleExemple
117
414516
1701
donc c'est un exemple parfait
07:42
for usingen utilisant this technologyLa technologie
to createcréer the shellcoquille for a hearingaudition aidaide.
118
416241
4556
de l'utilisation de cette technologie pour
créer le moule d'une prothèse auditive.
07:47
NormallyNormalement, you go to the storele magasin,
they scanbalayage your earoreille,
119
421847
2829
En général, en boutique,
ils scannent votre oreille,
07:50
they sendenvoyer the dataLes données
to GermanyAllemagne viavia emailemail, and --
120
424700
4336
ils envoient les données en Allemagne
par email, et --
07:55
(LaughterRires)
121
429060
1693
(Rires)
07:56
and then they printimpression it out with a --
122
430777
2277
et ensuite ils l'impriment avec --
07:59
(ApplauseApplaudissements)
123
433078
1006
(Applaudissement)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Merci.
08:01
(ApplauseApplaudissements)
125
435473
3116
(Applaudissements)
08:06
Then they printimpression it out with a biggros machinemachine,
126
440894
2261
Ils l'impriment avec une grosse machine,
08:09
and then, when it's readyprêt
to sendenvoyer back to ViennaVienne
127
443179
3542
et, quand c'est prêt,
ils la renvoient à Vienne
08:12
or whereverpartout où you are --
128
446745
1499
ou où que vous soyiez --
08:15
viavia postposter --
129
449284
1168
par la poste --
08:17
then they put in the electronicsélectronique.
130
451249
1789
et ils installent l’électronique.
08:19
When you have a microprintermicro-imprimante
in your storele magasin,
131
453062
2377
S'il y a une micro-imprimante
dans la boutique,
08:21
you can go to the storele magasin,
132
455463
2064
vous pouvez y aller,
08:23
they scanbalayage your earoreille,
133
457551
1565
ils scannent votre oreille,
08:25
they just presspresse "PrintImprimer,"
134
459140
2864
ils appuient juste sur « Imprimer »,
08:28
the 3-D-D modelmaquette getsobtient sliceddécoupé en tranches,
135
462028
3446
le modèle 3D est divisé en couches,
08:31
and you can go for a coffeecafé,
136
465498
1643
et vous pouvez prendre un café,
08:33
you can go to the universityUniversité,
whateverpeu importe you want,
137
467165
3300
aller à l'université, où vous voulez,
08:36
and insteadau lieu of fivecinq daysjournées, you can have
your earoreille shellcoquille or your hearingaudition aidaide
138
470489
5547
et au lieu de 5 jours, vous pouvez
avoir votre prothèse auditive
08:42
in just one day.
139
476060
2536
en seulement un jour.
08:45
And that is an exampleExemple
of how these tinyminuscule little machinesmachines
140
479065
4288
Voilà un exemple qui montre
comment ces petites machines
08:49
or other cheappas cher 3-D-D printersimprimantes
could changechangement our everydaytous les jours livesvies.
141
483377
4520
ou d'autres imprimantes 3D à petits prix
peuvent changer notre vie quotidienne.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Merci beaucoup,
08:55
and startdébut printingimpression whateverpeu importe
you want, whateverpeu importe you need.
143
489808
4047
et commencez à imprimer ce que
vous voulez, ce dont vous avez besoin.
(Applaudissements)
08:59
(ApplauseApplaudissements)
144
493879
2030
Translated by Julie Lherminé
Reviewed by eric vautier

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ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Klaus Stadlmann | Speaker | TED.com