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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00:47
HelloOlá everybodytodo mundo,
thanksobrigado for havingtendo me todayhoje.
0
1442
2550
Olá, pessoal!
Obrigado por estarem aqui.
Estou um pouquinho amachucado,
mas seria preciso mais do que um carro
00:50
I'm a little bitpouco injuredlesionado,
1
4460
1405
00:51
but it takes more than a carcarro
to stop me from talkingfalando to you.
2
5889
3292
para me impedir de estar
hoje aqui com vocês.
00:55
(LaughterRiso)
3
9205
2516
(Risos)
00:57
(ApplauseAplausos)
4
11745
3167
(Aplausos)
01:00
Maybe a tanktanque?
5
14936
1272
Talvez, um tanque de guerra, não é?
Bom, hoje vou falar
sobre uma micro-impressora,
01:04
So todayhoje, I want to talk
about the microprintermicroprinter,
6
18919
3101
sobre o meu trabalho e como tudo começou
01:08
about my work, how everything startedcomeçado,
7
22044
2794
01:10
what was my motivationmotivação to buildconstruir
the smallestmenor 3-D-D printerimpressora in the worldmundo.
8
24862
5721
e qual foi a minha motivação
para construir a impressora 3D
mais pequena do mundo.
01:16
Let's startcomeçar with my dailydiariamente businesso negócio.
9
30607
3319
Vamos começar
pelo meu trabalho de rotina.
01:19
So, my normalnormal workingtrabalhando fieldcampo is calledchamado
two-photondois fotões polymerizationpolimerização.
10
33950
4331
O meu trabalho normalmente
chama-se polimerização de dois fotões.
01:25
It soundssoa very nerdynerd, it is very nerdynerd.
11
39111
3258
Parece coisa de "nerd".
É coisa de "nerd" mesmo.
01:28
(LaughterRiso)
12
42393
1319
(Risos)
01:30
What do you need for makingfazer this stuffcoisa?
13
44465
3336
Mas o que é preciso
para fazer uma micro-impressora?
01:33
You need a complexcomplexo laserlaser systemsistema,
14
47825
2200
Primeiro, é preciso
um sistema a laser
01:36
a so-calledassim chamado femtosecondFemtosecond laserlaser systemsistema,
15
50049
2318
que se chama sistema
de laser fentossegundo
01:38
whichqual you focusfoco ontopara a very tinyminúsculo spotlocal --
very, very, very tinyminúsculo --
16
52391
5463
que focamos num local minúsculo
— mesmo muito minúsculo.
01:43
and this is a very expensivecaro,
not very durabledurável laserlaser systemsistema. (LaughsRisos)
17
57878
5693
Esse dispositivo é muito caro
e o sistema a laser não dura muito.
(Risos)
01:50
And on the other handmão, you need
a very complexcomplexo positioningposicionamento systemsistema.
18
64264
4189
Por outro lado, é preciso um sistema
de posicionamento complexo
01:54
We call it "AgatheAgathe,"
because it's very heavypesado,
19
68477
3587
a que chamamos "Agathe"
porque é muito pesado
01:58
and we thought AgatheAgathe was a nicebom namenome.
20
72088
2305
e pensámos que seria um bom nome.
(Risos)
02:00
(LaughterRiso)
21
74417
1150
02:02
And, well, you need this systemsistema
to movemover the laserlaser throughatravés,
22
76757
3441
Este sistema também é preciso
para mover o laser,
02:06
for exampleexemplo, at the very accuratepreciso
levelnível, about 200 nanometersnanômetros,
23
80222
3881
por exemplo, com uma precisão
de 200 nanómetros
ou seja, muito rigorosa.
02:10
so very accuratepreciso.
24
84127
1159
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
O que é que podemos fazer com isto?
02:13
You can do things
that you cannotnão podes see with your eyesolhos.
26
87817
3307
Podemos fazer muitas coisas
que os olhos não veem.
02:17
So you can printimpressão out whatevertanto faz you want,
27
91148
2368
Assim, podemos imprimir
o que quisermos,
02:19
you can printimpressão out a towertorre bridgeponte,
you can printimpressão out Agathe'sDo Agathe husbandmarido ...
28
93540
4319
por exemplo, uma torre de Londres,
o marido da Agathe...
02:24
(LaughterRiso)
29
98343
1968
(Risos)
02:27
OK, but, what makesfaz com que it so mind-blowingsurpreendente?
30
101145
6065
Ok, mas o que é que a torna
tão interessante?
Estão a ver a barra de escala?
02:33
You maybe noticeaviso prévio this scaleescala barBarra,
and it's 100 micronsmícrons for the towertorre bridgeponte
31
107234
6376
São 100 mícrons para a torre de Londres
02:39
and 20 micronsmícrons for the fatgordo man.
32
113634
2383
e 20 mícrons para o homem gordo.
02:42
For comparisoncomparação, the diameterdiâmetro
of a humanhumano haircabelo is around 50 micronsmícrons.
33
116041
4631
Só para comparar, o diâmetro de um cabelo
humano mede cerca de 50 mícrons.
02:46
So these objectsobjetos are like
a dustpoeira particlepartícula or even smallermenor,
34
120696
5258
Estes objetos são como partículas de pó
ou até mais pequenos
02:51
so you can hardlydificilmente see them.
35
125978
2760
por isso, vocês mal podem vê-los.
02:55
What you can alsoAlém disso do
and what we are alsoAlém disso workingtrabalhando on
36
129551
4245
O que também podemos fazer
e é nisso que estamos a trabalhar
é melhorar o sistema,
melhorar as resinas,
02:59
is improvingmelhorando the systemsistema,
improvingmelhorando the resinsresinas,
37
133820
4088
o material que usamos para apanhar
um verme, ou qualquer outra coisa.
03:03
the materialmaterial we use for catchingcaptura
a wormMinhoca or something elseoutro.
38
137932
5605
Dentro da resina, movimentamos o laser
através dela, ela fica polimerizada
03:09
InsideDentro the resinresina, we movemover the laserlaser
throughatravés the resinresina, it getsobtém polymerizedpolimerizado,
39
143561
5330
e apanhamos um animal vivo
03:14
and we catchpegar a livingvivo animalanimal,
40
148915
2814
— aqui é um verme especial.
03:17
here, a specialespecial wormMinhoca.
41
151753
1694
03:19
What we're tryingtentando to do,
or what the nextPróximo stepdegrau would be,
42
153471
3811
Estamos a tentar fazer
— será o próximo passo —
tornar os polímeros biocompatíveis
e talvez escrever quaisquer coisas
03:23
is to make biocompatiblebiocompatível polymerspolímeros
and maybe to writeEscreva some things
43
157306
6568
03:29
insidedentro your bodycorpo
or insidedentro the bodycorpo of a wormMinhoca,
44
163898
3252
dentro do nosso corpo
ou dentro do corpo de um verme
03:33
or to attachanexar cellscélulas
to our structuresestruturas, and so on.
45
167174
4905
ou ligar células à nossa estrutura, etc.
03:38
But, OK, that's my normalnormal workingtrabalhando fieldcampo.
46
172103
3134
Ok, este é o meu campo de trabalho normal.
03:41
TodayHoje I want to tell the storyhistória
behindatrás the microprintermicroprinter.
47
175261
4418
Hoje vou contar a história
por detrás da micro-impressora.
Qual foi minha motivação?
03:45
What was my motivationmotivação?
48
179703
1735
03:47
Well, everything startedcomeçado
on MondaySegunda-feira morningmanhã, 6:30.
49
181462
4539
Tudo começou numa segunda-feira
de manhã por volta das seis e meia.
03:52
OK, that's a liementira. Maybe it was 10 o'clocknoi.
50
186025
3198
Mentira. Estou a brincar.
Talvez fossem umas 10 horas da manhã.
03:55
(LaughterRiso)
51
189247
1017
Fui para o meu laboratório de laser
que fica perto do Karlsplatz, em Freihaus,
03:56
I wentfoi to my laserlaser lablaboratório, whichqual is locatedlocalizado
nearperto KarlsplatzKarlsplatz, in FreihausFreihaus,
52
190288
4967
na Universidade Tecnológica de Viena.
04:01
at the ViennaViena UniversityUniversidade of TechnologyTecnologia.
53
195279
2430
04:03
I wentfoi in, and I saw
that this laserlaser systemsistema was brokenpartido,
54
197733
3964
Entrei lá e vi que o sistema a laser
estava avariado
e tentei consertá-lo.
04:07
and I triedtentou to fixconsertar it.
55
201721
1323
04:09
It tooktomou me halfmetade a day, severalde várias hourshoras.
56
203068
3442
Isso demorou mais de meio dia,
várias horas.
04:12
Then I noticednotado, OK, there is a majorprincipal
issuequestão with the pumpbomba sourcefonte.
57
206534
4280
Foi então que reparei que havia
um problema com a fonte de energia
e eu não podia consertá-lo sozinho.
04:16
I cannotnão podes fixconsertar that myselfEu mesmo; we have to call
the serviceserviço techniciantécnico.
58
210838
3392
Tivemos que chamar
o técnico de manutenção.
04:20
And from that pointponto on,
I noticednotado I had time to think.
59
214254
3487
A partir daí, tinha tempo para pensar.
04:23
So I thought, "What to do now?
Maybe startcomeçar to writeEscreva my PhDPhD thesistese."
60
217765
4357
Então pensei: "Que fazer?"
Talvez escrever a minha tese
de doutoramento"
04:28
(LaughterRiso)
61
222146
2313
(Risos)
04:30
No, no, not a good ideaidéia at all.
62
224483
2489
Não, não era uma boa ideia.
04:32
So I startedcomeçado thinkingpensando, maybe
writeEscreva a scientificcientífico paperpapel.
63
226996
4592
Daí, pensei em, talvez,
escrever um artigo científico.
04:37
Not a good ideaidéia at all.
64
231612
1532
Não, não era uma boa ideia.
04:39
And then, on SaturdaySábado,
after a weeksemana of thinkingpensando,
65
233168
3922
Então, no sábado,
depois de uma semana a pensar,
04:43
I cameveio up with the ideaidéia
66
237114
1366
tive a ideia
04:44
to buildconstruir the smallestmenor
3-D-D microprintermicroprinter in the worldmundo.
67
238504
3120
de construir a micro impressora
3D mais pequena do mundo.
04:47
(LaughterRiso)
68
241648
1375
(Risos)
04:49
Or, the smallestmenor 3-D-D printerimpressora in the worldmundo.
69
243047
2275
ou seja, a impressor 3D
mais pequena do mundo.
04:51
(ApplauseAplausos)
70
245346
3373
(Aplausos)
04:56
So I calledchamado my professorprofessor
and told him about it.
71
250390
4022
Daí, liguei ao meu professor
e falei-lhe da minha ideia.
05:00
"Hey, let's buildconstruir the thing!
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"Vamos construí-la.
Eu tenho tempo para isso".
05:03
"Go aheadadiante, buildconstruir it."
73
257193
1159
"Ok. Vai em frente, contrói-a".
05:04
And so I wentfoi to the universityuniversidade,
and from that pointponto on,
74
258376
3437
Fui para a Universidade
e, a partir daí,
05:07
I just put everything out of my braincérebro
insidedentro the computercomputador
75
261837
3255
pus tudo o que tinha na cabeça
dentro do computador
05:11
to make this CADCAD constructionconstrução
of the wholetodo thing.
76
265116
3471
para fazer esta construção CAD
de todo o projeto.
05:14
And after a fewpoucos monthsmeses,
we had the first testteste runcorre with the systemsistema.
77
268611
5259
Ao fim de uns meses, fizemos
o primeiro teste do sistema.
05:19
It workedtrabalhou brilliantlybrilhantemente
from the first testteste on,
78
273894
4301
Tudo funcionou perfeitamente
nesse primeiro teste
05:24
and it had the samemesmo resolutionresolução
as systemssistemas whichqual costcusto 60,000 euroseuros,
79
278219
5317
e conseguimos obter a mesma resolução
que os sistemas que custam 60 000 euros,
05:29
and we only spentgasto 1,500 euroseuros
for the systemsistema,
80
283560
4080
e só gastámos 1500 euros
para construir o sistema,
05:33
not includingIncluindo my salarysalário,
81
287664
3956
isto sem incluir o meu salário,
05:37
but that wouldn'tnão seria addadicionar so much on its ownpróprio.
82
291644
2711
embora isso não acrescentasse muito.
(Risos)
05:40
(LaughterRiso)
83
294379
1418
Ok, mas como é que funciona?
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
05:43
I broughttrouxe you a videovídeo
85
297663
1501
Eu trouxe um vídeo
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensionaltridimensional fileArquivo.
86
299188
4865
em que se pode ver como
lá pomos um arquivo tridimensional.
05:50
This videovídeo was producedproduzido
by a friendamigos of minemeu, JuniorJunior VelosoVeloso.
87
304077
5083
Este vídeo foi feito por um amigo meu
chamado Junior Veloso.
05:55
And you can see, you have
a setconjunto stageetapa whichqual movesse move up.
88
309184
3766
Como podem ver, há um conjunto
de plataformas que se movem para cima
e, por baixo desse conjunto,
05:58
And undersob the setconjunto stageetapa,
there is a liquidlíquido,
89
312974
2509
há um liquido que solidifica com a luz.
06:01
whichqual getsobtém solidifiedsolidificou by the lightluz.
90
315507
3004
06:04
And slicefatia by slicefatia, you createcrio the modelmodelo,
91
318535
5065
Camada a camada, vamos criando o modelo,
06:09
so you really pullpuxar it out of the liquidlíquido.
92
323624
5962
vamos retirando o modelo do líquido.
06:16
And it just dependsdepende
on how biggrande your modelmodelo is.
93
330091
3510
Tudo depende do tamanho do modelo.
06:19
Maybe you have 100 slicesfatias,
1,000 or 10,000 slicesfatias.
94
333625
3935
Pode ter 100 camadas,
1000 ou 10 000 camadas.
06:23
So that's how it workstrabalho.
95
337584
2635
É assim que funciona.
06:26
Of coursecurso, this is a much biggerMaior machinemáquina
than the microprintermicroprinter,
96
340243
3299
Claro, esta máquina aqui é bem maior
do que a micro-impressora,
06:29
but it usesusa more or lessMenos
the samemesmo principlesprincípios,
97
343566
2615
mas utiliza, mais ou menos,
os mesmos princípios,
06:32
so that's what I want to showexposição you.
98
346205
2220
e era isso que eu vos queria mostrar.
06:34
At the endfim, this headcabeça, this alienestrangeiro headcabeça,
99
348449
3272
No final, esta cabeça de alienígena
06:37
is attachedem anexo to the buildingconstrução platformplataforma,
100
351745
2161
está ligada à plataforma de construção
06:39
and when the processprocesso is donefeito,
you just simplysimplesmente have to breakpausa the headcabeça
101
353930
6208
e, quando o procedimento está pronto,
só temos que quebrar a cabeça
06:46
from the supportApoio, suporte structureestrutura you need,
102
360162
2738
da estrutura do suporte
06:48
and then everything is readypronto.
103
362924
2114
e está tudo pronto.
06:51
So.
104
365843
1390
Bom...
06:54
OK, but what does
the microprintermicroprinter look like?
105
368663
3295
Ok, mas qual é o aspeto
da micro-impressora?
06:57
Well, maybe some of you
have already seenvisto this picturecenário.
106
371982
3438
Talvez já tenham visto esta foto.
07:01
I alsoAlém disso broughttrouxe it to you in personpessoa,
so I want to kindlygentilmente introduceintroduzir you
107
375444
5237
Eu trouxe-a aqui e quero
apresentá-la a vocês.
07:06
to the 3-D-D microprintermicroprinter,
whichqual looksparece like this.
108
380705
2950
A micro-impressora 3D
tem este aspeto.
07:09
So it's very smallpequeno,
it's really a desktopárea de trabalho versionversão.
109
383679
4073
É realmente muito pequena.
é uma versão de secretária.
É um sistema muito acessível.
07:13
It's a really affordableacessível systemsistema.
110
387776
1890
07:15
And we are really proudorgulhoso of it,
actuallyna realidade, and --
111
389690
4263
Estamos muito orgulhosos dela...
07:19
(LaughterRiso)
112
393977
2000
(Risos)
07:23
And you have this tinyminúsculo little systemsistema;
there are biggerMaior onesuns.
113
397006
5718
Temos este sistema minúsculo;
há sistemas maiores.
07:28
What can you do
with a cheapbarato, affordableacessível systemsistema?
114
402748
2617
O que é que podemos fazer
com um sistema barato e acessível?
07:31
For exampleexemplo, you all know
these hearingaudição aidsAuxilia?
115
405389
4726
Por exemplo, conhecem
aqueles aparelhos auditivos?
07:36
They have to be producedproduzido
individuallyindividualmente for eachcada personpessoa,
116
410139
4353
Têm que ser produzidos
individualmente, para cada pessoa,
portanto, é o exemplo perfeito
07:40
so this is a perfectperfeito exampleexemplo
117
414516
1701
07:42
for usingusando this technologytecnologia
to createcrio the shellConcha for a hearingaudição aidajuda.
118
416241
4556
para o uso desta tecnologia,
para criar o invólucro
de um aparelho auditivo.
07:47
NormallyNormalmente, you go to the storeloja,
they scanvarredura your earorelha,
119
421847
2829
Normalmente, vamos à loja,
eles digitalizam a orelha,
07:50
they sendenviar the datadados
to GermanyAlemanha viaatravés da emailo email, and --
120
424700
4336
enviam os dados
para a Alemanha via e-mail...
(Risos)
07:55
(LaughterRiso)
121
429060
1693
... e depois, imprimem com uma...
07:56
and then they printimpressão it out with a --
122
430777
2277
07:59
(ApplauseAplausos)
123
433078
1006
(Aplausos)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Obrigado.
08:01
(ApplauseAplausos)
125
435473
3116
(Aplausos)
08:06
Then they printimpressão it out with a biggrande machinemáquina,
126
440894
2261
... e depois, imprimem
com uma máquina grande.
08:09
and then, when it's readypronto
to sendenviar back to ViennaViena
127
443179
3542
Depois, quando estiver pronto,
voltam a mandá-la para Viena
08:12
or whereveronde quer que you are --
128
446745
1499
ou para onde estivermos,
pelo correio
08:15
viaatravés da postpostar --
129
449284
1168
08:17
then they put in the electronicseletrônicos.
130
451249
1789
e eles colocam-lhe a parte eletrónica.
08:19
When you have a microprintermicroprinter
in your storeloja,
131
453062
2377
Se houver uma micro-impressora
na loja,
08:21
you can go to the storeloja,
132
455463
2064
podemos ir à loja,
08:23
they scanvarredura your earorelha,
133
457551
1565
eles digitalizam a orelha,
08:25
they just presspressione "PrintImpressão,"
134
459140
2864
e só precisam de pressionar "Imprimir".
08:28
the 3-D-D modelmodelo getsobtém slicedcortado,
135
462028
3446
O modelo 3D começa
a formar-se em camadas,
e podemos ir a um café,
08:31
and you can go for a coffeecafé,
136
465498
1643
08:33
you can go to the universityuniversidade,
whatevertanto faz you want,
137
467165
3300
ou podemos ir para a faculdade
ou para onde quisermos.
08:36
and insteadem vez de of fivecinco daysdias, you can have
your earorelha shellConcha or your hearingaudição aidajuda
138
470489
5547
Em vez de cinco dias, podemos ter
o invólucro ou até mesmo o aparelho
08:42
in just one day.
139
476060
2536
num só dia.
08:45
And that is an exampleexemplo
of how these tinyminúsculo little machinesmáquinas
140
479065
4288
Este é só um exemplo de como
estes equipamentos minúsculos
ou uma impressora 3D barata
pode mudar o nosso dia-a-dia.
08:49
or other cheapbarato 3-D-D printersimpressoras
could changemudança our everydaytodo dia livesvidas.
141
483377
4520
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Muito obrigado
08:55
and startcomeçar printingimpressão whatevertanto faz
you want, whatevertanto faz you need.
143
489808
4047
e comecem a imprimir o que quiserem
ou aquilo de que precisarem.
08:59
(ApplauseAplausos)
144
493879
2030
(Aplausos)
Translated by Khristin Anne
Reviewed by Margarida Ferreira

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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