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
שלום לכולם,
תודה שהזמנתם אותי היום.
תודה שהזמנתם אותי היום.
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
אני קצת פצוע,
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
אבל צריך משהו יותר רציני ממכונית
כדי למנוע ממני לנאום בפניכם.
כדי למנוע ממני לנאום בפניכם.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(צחוק)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(מחיאות כפיים)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
אולי טנק?
היום אני רוצה לדבר
על מיקרו-מדפסת,
על מיקרו-מדפסת,
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
על העבודה שלי, איך הכל התחיל,
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
מה היתה המוטיבציה שלי לבנות
את מדפסת התלת-מימד הקטנה בעולם.
את מדפסת התלת-מימד הקטנה בעולם.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
בואו נתחיל עם העבודה הרגילה שלי.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
התחום המקצועי שלי -- "פילמור דו-פוטוני".
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
נשמע מאוד חנוני ואכן זה חנוני.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(צחוק)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
מה דרוש לבניית הדבר כזה?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
דרושה מערכת לייזר מורכבת,
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
"מערכת לייזר פמטו-שניה",
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
אותה ממקדים בנקודה קטנטנה --
מאוד מאוד מאוד קטנה --
מאוד מאוד מאוד קטנה --
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
וזאת מערכת יקרה מאוד,
שאיננה עמידה כל כך (צוחק).
שאיננה עמידה כל כך (צוחק).
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
ומצד שני דרושה גם
מערכת מיקום מורכבת מאוד.
מערכת מיקום מורכבת מאוד.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
אנו קוראים לה "אגתה",
כי היא מאוד כבדה,
כי היא מאוד כבדה,
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
וחשבנו ש"אגתה" זה שם נחמד.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(צחוק)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
ובכן, המערכת צריכה להניע
את הלייזר דרך החומר
את הלייזר דרך החומר
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
ברמת דיוק גבוהה מאוד,
של כ- 200 ננומטר,
של כ- 200 ננומטר,
02:10
so very accurate.
24
84127
1159
זה מדוייק מאוד.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
ומה אפשר לעשות עם זה?
02:13
You can do things
that you cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
אפשר לבצע פעולות שהעיניים לא רואות.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
אז, אפשר להדפיס כל מה שרוצים,
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
אפשר להדפיס את טאואר בריג',
אפשר להדפיס את בעלה של אגתה...
אפשר להדפיס את בעלה של אגתה...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(צחוק)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
בסדר, אבל מה הופך את זה למדהים כל כך?
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
אולי הבחנתם בקנה מידה פה,
100 מיקרון לטאואר בריג'
100 מיקרון לטאואר בריג'
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
ו-20 מיקרון לאיש השמן.
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
לשם השוואה, קוטר שערת אדם
הוא כ-50 מיקרון.
הוא כ-50 מיקרון.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
אז העצמים הללו הם כמו גרגירי אבק
או אפילו קטנים יותר,
או אפילו קטנים יותר,
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
אז בקושי תוכלו לראות אותם.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
מה שעוד אפשר לעשות
ועל מה אנחנו גם עובדים
ועל מה אנחנו גם עובדים
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
זה לשפר את המערכת,
לשפר את סוגי השרף,
לשפר את סוגי השרף,
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
החומר בו אנו משתמשים
לתפיסת תולעים וכ''ו.
לתפיסת תולעים וכ''ו.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
אנחנו מעבירים את הלייזר בתוך השרף,
והחומר מתפלמר,
והחומר מתפלמר,
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
ואנו תופסים את החייה,
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
לצורך הדוגמא - תולעת מיוחדת.
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
מה שאנו מנסים,
או מה שיהיה הצעד הבא,
או מה שיהיה הצעד הבא,
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
זה ליצור פולימרים תואמי רקמות
ואולי לכתוב משהו
ואולי לכתוב משהו
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
בתוך הגוף שלכם או
בתוך הגוף של התולעת,
בתוך הגוף של התולעת,
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
או להוסיף תאים
למערכות שלנו וכן הלאה.
למערכות שלנו וכן הלאה.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
אבל, זוהי העבודה הרגילה שלי.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
היום אני רוצה לספר את הסיפור
שמאחורי המיקרו-מדפסת.
שמאחורי המיקרו-מדפסת.
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
מה היתה המוטיבציה שלי?
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
הכל התחיל ביום ב'
ב- 6:30 בבוקר.
ב- 6:30 בבוקר.
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
טוב, זה שקר. אולי זה היה ב-10:00.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
(צחוק)
03:56
I went to my laser lab, which is located
near Karlsplatz, in Freihaus,
near Karlsplatz, in Freihaus,
52
190288
4967
הגעתי למעבדה שלי,
קרוב לקארלפלאץ, בפרייהאוס,
קרוב לקארלפלאץ, בפרייהאוס,
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
באוניברסיטה הטכנולוגית של ווינה.
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
נכנסתי וראיתי שמערכת הלייזר שבורה,
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
וניסיתי לתקן אותה.
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
זה לקח חצי יום, כמה שעות.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
ואז שמתי לב שיש בעיה חמורה במשאבה.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
לא יכולתי לתקן את זה בעצמי;
קראנו לטכנאי שירות.
קראנו לטכנאי שירות.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
ומרגע זה והלאה
ראיתי שיש לי זמן לחשוב.
ראיתי שיש לי זמן לחשוב.
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
אז חשבתי "מה לעשות עכשיו?
אולי אתחיל לכתוב את תזת ה-PhD".
אולי אתחיל לכתוב את תזת ה-PhD".
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(צחוק)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
לא, לא, זה לא רעיון טוב כלל.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
ואז חשבתי, אולי לכתוב מאמר מדעי.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
לא רעיון טוב כלל.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
ואז, בשבת
אחרי שבוע של הרהורים,
אחרי שבוע של הרהורים,
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
נולד לי הרעיון
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
לבנות את מיקרו-מדפסת
התלת-מימד הקטנה בעולם.
התלת-מימד הקטנה בעולם.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(מחיאות כפיים)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
או, את מדפסת התלת-מימד הקטנה בעולם.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(מחיאות כפיים)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
אז קראתי לפרופסור שלי וסיפרתי לו.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"הי, בוא נבנה את זה!
יש לי זמן. זה בסדר?"
יש לי זמן. זה בסדר?"
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
"טוב, קדימה, תבנה".
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
ואז הלכתי לאוניברסיטה, ומאז,
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
רוקנתי את הכל
מן המוח שלי לתוך המחשב
מן המוח שלי לתוך המחשב
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
כדי ליצור שירטוט CAD של המכשיר.
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
ואחרי כמה חודשים ערכנו
את הניסוי הראשון של המערכת.
את הניסוי הראשון של המערכת.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
היא עבדה נפלא ישר מהניסוי הראשון,
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
והיתה לה רזולוציה זהה לזו
של מערכות בשווי 60000 יורו,
של מערכות בשווי 60000 יורו,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
ואנחנו השקענו רק 1500 יורו
לבניית המערכת,
לבניית המערכת,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
לא כולל המשכורת שלי,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
אבל ממילא, זה לא היה מוסיף הרבה.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(צחוק)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
טוב, אז איך זה עובד?
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
הבאתי לכם סרטון
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
בו תוכלו לראות איך מזינים קובץ תלת-מימד.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
הסרטון הופק על ידי
חברי בשם ג'וניור וולוסו.
חברי בשם ג'וניור וולוסו.
05:55
And you can see, you have
a set stage which moves up.
a set stage which moves up.
88
309184
3766
ואתם ראים את הבימה שעולה.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
ומתחתיה יש נוזל,
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
שמתקשה בהשפעת האור.
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
כך, שכבה אחר שכבה יוצרים את הדגם,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
עד שתוכלו למשות אותו מן הנוזל.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
וזה תלוי רק בגודל הדגם.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
אולי יש לכם 100 שכבות ,
או 1000 או 10000.
או 1000 או 10000.
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
אז ככה זה עובד.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
כמובן, זוהי מכונה הרבה יותר גדולה
ממיקרו-מדפסת,
ממיקרו-מדפסת,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
אבל היא מתבססת על אותה
הטכנולוגיה פחות או יותר,
הטכנולוגיה פחות או יותר,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
וזה מה שאני רוצה להראות לכם.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
לבסוף, הראש הזה,
ראש החייזר הזה,
ראש החייזר הזה,
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
מחובר לבסיס,
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
ובסיום התהליך צריך פשוט לתלוש אותו
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
מן הבסיס,
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
ואז הכל מוכן.
06:51
So.
104
365843
1390
זהו.
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
טוב, אז איך
המיקרו-מדפסת נראית ?
המיקרו-מדפסת נראית ?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
אולי חלקכם כבר ראו את התמונה.
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
הבאתי אותה לכאן,
אז הרשו לי להציג לפניכם
אז הרשו לי להציג לפניכם
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
את מיקרו-מדפסת התלת-מימד,
שנראית כך.
שנראית כך.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
היא מאוד קטנה,
זוהי גרסת שולחן.
זוהי גרסת שולחן.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
והיא ממש ברת השגה.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
ואנחנו ממש גאים בה,
למעשה --
למעשה --
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(צחוק)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
זוהי מערכת זעירה, אבל יש גדולות יותר.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
מה ניתן לעשות עם מערכת זולה?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
למשל, כולכם מכירים מכשירי שמיעה?
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
מייצרים אותם בהתאמה אישית,
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
אז זוהי דוגמא מושלמת
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
של יישום הטכנולוגיה הזאת
לשם ייצור כיסוי למכשירי שמיעה.
לשם ייצור כיסוי למכשירי שמיעה.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
בדרך כלל אתם באים לחנות,
הם סורקים את האוזן,
הם סורקים את האוזן,
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
שולחים את המידע
לגרמניה בדוא''ל --
לגרמניה בדוא''ל --
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(צחוק)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
ומדפיסים את המכשיר ב --
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(מחיאות כפיים)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
תודה.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(מחיאות כפיים)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
ואז הם מדפיסים אותו במכונה גדולה,
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
וכשזה מוכן, שולחים לווינה.
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
או היכן שאתם --
08:15
via post --
129
449284
1168
בדואר --
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
אח''כ מתקינים את
הרכיבים האלקטרוניים.
הרכיבים האלקטרוניים.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
כשבחנות יש מיקרו-מדפסת,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
אפשר להגיע לחנות,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
לסרוק את האוזן,
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
ללחוץ "הדפס",
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
הדגם התלת-מימדי נבנה בשכבות,
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
בינתיים תלכו לשתות קפה,
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
או לאוניברסיטה,
לאין שבא לכם,
לאין שבא לכם,
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
ובמקום 5 ימי המתנה,
מכשיר השמיעה שלכם יהיה מוכן
מכשיר השמיעה שלכם יהיה מוכן
08:42
in just one day.
139
476060
2536
תוך יום 1 בלבד.
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
זאת דוגמא של האופן בו
המכשירים הזעירים
המכשירים הזעירים
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
או מדפסות תלת-מימד זולות אחרות
יכולות לשנות את חיינו.
יכולות לשנות את חיינו.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
אז, תודה רבה לכם,
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
תתחילו להדפיס כל מה שאתם
רוצים או צריכים.
רוצים או צריכים.
08:59
(Applause)
144
493879
2030
(מחיאות כפיים)
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