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
Привіт усім і дякую за запрошення.
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
Я трохи покалічився,
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
але машини замало,
щоб завадити мені спілкуватися з вами.
щоб завадити мені спілкуватися з вами.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(Сміх)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(Оплески)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
Хіба що танк…
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
Сьогодні я хочу
розповісти вам про мікропринтер,
розповісти вам про мікропринтер,
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
про мою роботу, як все почалося,
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
що спонукало мене зробити
найменший у світі 3D принтер.
найменший у світі 3D принтер.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
Почнемо з моїх щоденних справ.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
Зазвичай я працюю в галузі
двопротонної полімеризації.
двопротонної полімеризації.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
Звучить дивакувато, і так воно і є.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(Сміх)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
Що потрібно, щоб цим займатися?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
Складна лазерна система
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
з так званим фемтосекундним лазером,
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
яку фокусують на крихітній цятці –
дуже-дуже маленькій –
дуже-дуже маленькій –
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
і ця система дуже дорога
і не надто надійна. (Сміх)
і не надто надійна. (Сміх)
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
Окрім цього, потрібна
дуже складна система зміни місцеположення.
дуже складна система зміни місцеположення.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
Ми звемо її Агатою, бо вона дуже важка,
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
і ми вирішили, що це ім'я їй личитиме.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(Сміх)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
Система потрібна, щоб перемістити лазер
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
з дуже високою точністю,
скажімо, на 200 нанометрів,
скажімо, на 200 нанометрів,
02:10
so very accurate.
24
84127
1159
ось як точно.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
І що завдяки цьому можна зробити?
02:13
You can do things
that you cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
Речі, які людське око не здатне бачити.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
Можна надрукувати що завгодно,
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
наприклад, міст Тауер чи чоловіка Агаті…
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(Сміх)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
Ну добре, але що тут такого неймовірного?
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
Можливо, ви помітили там масштабну мітку.
Її довжина 100 мікрон для мосту
Її довжина 100 мікрон для мосту
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
і 20 мікрон для товстуна.
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
Для порівняння, діаметр
людської волосини близько 50 мікрон.
людської волосини близько 50 мікрон.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
Тобто ці об'єкти розміром
з пилину чи навіть менші,
з пилину чи навіть менші,
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
тому людське око їх не бачить.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
Зараз ми займаємося тим,
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
що поліпшуємо систему, поліпшуємо смолу,
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
яку ми використовуємо,
щоб спіймати черв'яка чи щось інше.
щоб спіймати черв'яка чи щось інше.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
Коли промінь лазера проходить
крізь смолу, вона полімеризується,
крізь смолу, вона полімеризується,
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
і ми ловимо живу істоту,
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
цього разу особливого черв'яка.
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
Наше завдання зараз –
чи, може, трохи пізніше –
чи, може, трохи пізніше –
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
зробити біосумісні полімери
і спробувати написати щось
і спробувати написати щось
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
всередині вашого тіла чи тіла черв'яка,
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
чи прикріпити клітини
до внутрішніх органів, чи ще щось таке.
до внутрішніх органів, чи ще щось таке.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
Добре, цим я займаюсь щодня.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
Сьогодні я хочу розповісти,
як створювався мікропринтер
як створювався мікропринтер
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
і що мене спонукало до цього.
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
Усе почалося о 6.30 ранку в понеділок.
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
Ну добре, я збрехав.
Мабуть, десь о десятій.
Мабуть, десь о десятій.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
(Сміх)
03:56
I went to my laser lab, which is located
near Karlsplatz, in Freihaus,
near Karlsplatz, in Freihaus,
52
190288
4967
Я приїхав до лазерної лабораторії
біля Карлсплац на території
біля Карлсплац на території
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
Віденського технологічного університету.
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
Виявилося,
що лазерна система вийшла з ладу.
що лазерна система вийшла з ладу.
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
На спроби її полагодити
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
у мене пішло десь півдня.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
Потім я виявив
серйозну проблему з живленням насосу.
серйозну проблему з живленням насосу.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
Я цього полагодити не міг,
довелося викликати техніка.
довелося викликати техніка.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
А далі я зрозумів,
що у мене є час на роздуми.
що у мене є час на роздуми.
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
Я подумав: «І що робити далі?
Може, почати писати дисертацію?»
Може, почати писати дисертацію?»
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(Сміх)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
Ні, це не найкраща ідея.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
Тоді я подумав
про написання наукової статті.
про написання наукової статті.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
Теж не найкраща ідея.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
А потім в суботу, після тижня роздумів
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
у мене з'явилась ідея
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
зробити найменший в світі 3D мікропринтер.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(Сміх)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
Чи найменший в світі 3D принтер.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(Оплески)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
Я подзвонив своєму науковому керівнику
і розповів про це.
і розповів про це.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
«Давайте зробимо цю штуку!
Час у мене є. Добре?»
Час у мене є. Добре?»
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
«Давай роби».
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
Я пішов до університету, і з цієї хвилини
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
я просто переносив усе
з голови до комп'ютера,
з голови до комп'ютера,
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
щоб скласти в CAD програмі цю конструкцію.
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
За кілька місяців ми провели
перші випробування системи.
перші випробування системи.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
Вона одразу ж чудово запрацювала
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
і мала таку ж роздільну здатність,
як системи за 60 тисяч євро,
як системи за 60 тисяч євро,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
хоча ми витратили на неї лише 1500 євро,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
не враховуючи мого окладу,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
але це майже нічого не змінило б.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(Сміх)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
Добре, і як вона працює?
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
Я приніс відео,
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
в якому можна побачити,
як вводити тривимірну модель.
як вводити тривимірну модель.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
Відео створив мій друг Джуніор Велосо.
05:55
And you can see, you have
a set stage which moves up.
a set stage which moves up.
88
309184
3766
Можна бачити,
як рухається вгору платформа.
як рухається вгору платформа.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
Під платформою рідина,
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
що твердне від світла.
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
Модель створюється шар за шаром,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
її практично витягають з рідини.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
Усе залежить від розмірів моделі.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
У ній може бути сто шарів,
тисяча чи десять тисяч.
тисяча чи десять тисяч.
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
Так все відбувається.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
Звісно, ця машина
значно більша за мікропринтер,
значно більша за мікропринтер,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
але вона побудована
на таких самих принципах,
на таких самих принципах,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
тому я хотів її вам показати.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
Ця голова інопланетянина
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
тримається на платформі,
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
і коли процес закінчено,
треба просто відламати цю голову
треба просто відламати цю голову
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
від опорної конструкції,
без якої не можна,
без якої не можна,
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
і все готово.
06:51
So.
104
365843
1390
Отже.
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
А як виглядає мікропринтер?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
Можливо, дехто з вас вже бачив це фото.
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
Я також приніс його особисто
і хочу познайомити вас
і хочу познайомити вас
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
з 3D мікропринтером,
який виглядає ось так.
який виглядає ось так.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
Маленький, така собі настільна версія.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
Те, що можна собі дозволити.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
І ми насправді пишаємося ним, і…
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(Сміх)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
Є ось така крихітна система,
є значно більші.
є значно більші.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
Що можна зробити за допомогою
дешевої доступної системи?
дешевої доступної системи?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
Наприклад, ви знаєте про слухові апарати.
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
Їх потрібно робити
індивідуально під користувача,
індивідуально під користувача,
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
і це чудовий приклад –
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
виготовлення корпусу апарату
за цією технологією.
за цією технологією.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
Зазвичай ви йдете до крамниці,
вони сканують ваше вухо,
вони сканують ваше вухо,
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
відсилають дані до Німеччини
електронною поштою, і...
електронною поштою, і...
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(Сміх)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
там друкують корпус…
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(Оплески)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Дякую.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(Оплески)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
Друкують корпус на великій машині,
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
і коли його можна відсилати до Відня,
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
чи де ви там живете,
08:15
via post --
129
449284
1168
поштою,
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
до нього вставляють електроніку.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
Якщо ж мікропринтер стоїть в крамниці,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
ви приходите до крамниці,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
вам сканують вухо,
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
натискають кнопку «Друк»,
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
3D модель ділиться на шари,
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
а ви можете піти попити кави,
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
можете піти до університету,
куди завгодно,
куди завгодно,
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
і замість п'яти днів отримуєте
слуховий апарат чи його корпус
слуховий апарат чи його корпус
08:42
in just one day.
139
476060
2536
протягом дня.
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
Це лише один приклад того,
як ці крихітні машини
як ці крихітні машини
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
чи інші дешеві 3D принтери
можуть змінити наше щоденне життя.
можуть змінити наше щоденне життя.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Велике спасибі,
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
і починайте друкувати
все що завгодно і що потрібно.
все що завгодно і що потрібно.
08:59
(Applause)
144
493879
2030
(Оплески)
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