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
أهلًا بكم، شكرًا على استضافتي هنا اليوم.
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
أنا مصاب إصابة بسيطة،
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
ولكن يتطلب الأمر أكثر من حادثة سيارة
لمنعي من التحدث إليكم.
لمنعي من التحدث إليكم.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(ضحك)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(تصفيق)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
ربما دبابة؟
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
اليوم، سأتحدث عن الطابعة متناهية الصغر،
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
وحول عملي، كيف بدأ كل شيء،
وما كان الدافع لي لتصميم أصغر
طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم؟
طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم؟
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
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
دعونا نبدأ بالعمل اليومي.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
مجال عملي اليومي يسمي
بلمرة الفوتون الثنائية.
بلمرة الفوتون الثنائية.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
يبدو أنه عمل غريب الأطوار،
إنه غريب الأطوار بالفعل.
إنه غريب الأطوار بالفعل.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(ضحك)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
ما الذي تحتاجه لعمل هذه الأشياء؟
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
تحتاج نظام ليزر معقد،
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
والذي يسمي نظام ليزر الفيمتو ثانية،
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
والذي تركز فيه علي بقعة صغيرة جدا،
صغيرة جدا جدا،
صغيرة جدا جدا،
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
وهذا باهظ الثمن، وليس نظام ليزر دائم.
(ضحك)
(ضحك)
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
ومن ناحية أخرى،
ستحتاج لنظام تحديد مواقع معقد جدًا.
ستحتاج لنظام تحديد مواقع معقد جدًا.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
ونسميه "أجاثا"، لأنه ثقيل جدًا،
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
ونعتقد أن أجاثا اسم لطيف.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(ضحك)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
حسنًا، تحتاج هذا النظام ليعبر الليزر
من خلاله،
من خلاله،
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
علي سبيل المثال، في مستوى دقيق للغاية،
حوالي 200 نانومتر،
حوالي 200 نانومتر،
02:10
so very accurate.
24
84127
1159
إذًا فهو دقيق جدًا.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
حسنًا، ماذا يمكننا أن نفعل به؟
02:13
You can do things
that you cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
يمكنك أن تصنع أشياء
لا تستطيع رؤيتها بعينيك.
لا تستطيع رؤيتها بعينيك.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
يمكنك أن تطبع كل ما تريد،
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
يمكنك طباعة جسر البرج، وزوج أجاثا...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(ضحك)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
ولكن، ما الذي يجعلها تخطف العقول؟
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
يمكنك أن تلاحظ شريط القياس هذا،
وأنها 100 ميكرون لجسر البرج
وأنها 100 ميكرون لجسر البرج
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
و20 ميكرون للرجل السمين.
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
علي سبيل المقارنة،
قطر الشعر البشري حوالي 50 ميكرون.
قطر الشعر البشري حوالي 50 ميكرون.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
لذلك هذه العناصر مثل جسيم الغبار أو أصغر،
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
لذلك تصعب رؤيتها.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
إن ما نفعله وما نعمل عليه
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
هو تطوير النظام، وتطوير الراتنجات،
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
المواد التي نستخدمها لاصطياد دودة
أو شيء آخر.
أو شيء آخر.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
بداخل الراتنج، عند تحرك الليزر
بداخل الراتنج يتم بلمرتها،
بداخل الراتنج يتم بلمرتها،
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
وقد أمسكنا بحيوان علي قيد الحياة،
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
ها هي، دودة خاصة.
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
ما نحاول القيام به، أو خطوتنا التالية،
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
هي صنع البوليمرات الحيوية
وربما كتابة بعض الأشياء
وربما كتابة بعض الأشياء
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
بداخل جسدك أو بداخل جسد الدودة،
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
أو إرفاق الخلايا إلي هياكلنا،
وما إلى ذلك.
وما إلى ذلك.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
ولكن، هذا هو مجال عملي الطبيعي.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
اليوم أريد أن أحدثكم عن قصة
الطابعة متناهية الصغر.
الطابعة متناهية الصغر.
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
وماذا كانت دوافعي؟
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
بدأ كل شيء يوم الإثنين
في الساعة 6:30 صباحًا،
في الساعة 6:30 صباحًا،
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
حسنًا، هذه كذبة، ربما كانت الساعة العاشرة.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
(ضحك)
ذهبت لمعمل الليزر الخاص بي،
الذي يقع بالقرب من كارلبلاتس، فريهوس،
الذي يقع بالقرب من كارلبلاتس، فريهوس،
03:56
I went to my laser lab, which is located
near Karlsplatz, in Freihaus,
near Karlsplatz, in Freihaus,
52
190288
4967
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
في جامعة فيينا للتقنية.
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
وعند دخول المختبر اكتشفت
أن نظام الليزر كان معطلًا.
أن نظام الليزر كان معطلًا.
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
وحاولت إصلاحه.
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
استغرق الأمر نصف اليوم، عدة ساعات.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
ثم لاحظت أن هناك مشكلة كبيرة
في مصدر الضخ.
في مصدر الضخ.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
لا أستطيع إصلاحها بنفسي،
مما استدعى حضور فنّي الخدمة.
مما استدعى حضور فنّي الخدمة.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
ووقتها لاحظت أنني أملك الوقت للتفكير.
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
لذلك فكرت، "ماذا أفعل الآن؟
ربما كتابة رسالة الدكتوراه الخاصة بي."
ربما كتابة رسالة الدكتوراه الخاصة بي."
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(ضحك)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
لا،لا، ليست فكرة جيدة على الإطلاق.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
لذلك بدأت بالتفكير بكتابة ورقة علمية.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
ليست فكرة جيدة إطلاقا.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
ويوم السبت، بعد أسبوع من التفكير،
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
خطرت لي الفكرة
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
لبناء أصغر طابعة ثلاثية الأبعاد
في العالم على الإطلاق.
في العالم على الإطلاق.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(ضحك)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
أو أصغر طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(تصفيق)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
لذلك قمت بالاتصال بأستاذي وأخبرته بذلك.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"هيا نصمم ذلك الشيء!
أنا لدي الوقت. هل ابدأ؟"
أنا لدي الوقت. هل ابدأ؟"
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
"امض قدمًا، قم ببنائها؟"
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
ولذلك ذهبت للجامعة وانطلاقا من هذه النقطة،
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
قمت بتسجيل كل ما يدور داخل عقلي
داخل الحاسب الآلي
داخل الحاسب الآلي
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
لعمل التصميم للأمر بأكمله.
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
وبعد بضعة أشهر،
كنا نجري أول اختبار تشغيل للنظام.
كنا نجري أول اختبار تشغيل للنظام.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
وكانت النتائج مبهرة مع أول اختبار،
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
وكانت له نفس درجة الثبات
مثل النظام الذي يتكلف 60,000 يورو،
مثل النظام الذي يتكلف 60,000 يورو،
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
وأنفقنا 1,500 يورو فقط على هذا النظام،
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
لا يشمل راتبي،
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
لكن هذا لم يزد التكلفة كثيرًا.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(ضحك)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
حسنًا، كيف يعمل هذا؟
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
لقد أحضرت لكم عرض مصور
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
حيث يمكنكم رؤية كيف يمكن الإضافة
في الملف ثلاثي الأبعاد.
في الملف ثلاثي الأبعاد.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
لقد تم إنتاج هذا العرض التصويري
بواسطة صديقي جونيور ويلوسو.
بواسطة صديقي جونيور ويلوسو.
05:55
And you can see, you have
a set stage which moves up.
a set stage which moves up.
88
309184
3766
كما تشاهدون، لديكم قاعدة متحركة
ترتفع صعودا.
ترتفع صعودا.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
يوجد سائل تحت القاعدة،
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
والذي يتم تجميده بواسطة الضوء.
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
وشريحة فوق الأخرى، يتم إنشاء النموذج،
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
ثم يتم إخراجهم من السائل.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
وتعتمد فقط علي حجم النموذج.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
ربما يكون لديك 100 شريحة،
1,000 أو 10,000 شريحة،
1,000 أو 10,000 شريحة،
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
هذه طريقة عمله.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
بالطبع، هذه آلة أكبر
من الطابعة البالغة الصغر،
من الطابعة البالغة الصغر،
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
ولكنها تستعمل المبادئ نفسها،
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
وبالتالي هذا ما أريد أن أريكم إياه.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
في النهاية، هذه الرأس، هذه الرأس الغريبة،
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
متصلة بمنصة البناء،
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
وعندما تنتهي العملية،
عليك أن تفصل الرأس ببساطة
عليك أن تفصل الرأس ببساطة
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
من هيكل الدعم،
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
وبعد ذلك كل شيء يكون جاهزًا.
06:51
So.
104
365843
1390
إذًا.
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
لكن كيف تبدو الطابعة المتناهية الصغر؟
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
حسنًا، ربما رأى البعض منكم هذه الصورة.
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
أنا أيضا أحضرتها لكم، وأريد أن أقدم لكم
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
الطابعة ثلاثية الأبعاد متناهية الصغر
والتي تبدو هكذا.
والتي تبدو هكذا.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
إنها صغيرة جدًا، إنها نسخة سطح المكتب.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
إنها حقًا بأسعار في المتناول.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
وفي الواقع، نحن فخورون بها...
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(ضحك)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
لديك هذا النظام الصغير، ويوجد أنظمة أكبر.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
ماذا يمكن أن تفعل بنظام رخيص
وأسعاره في المتناول؟
وأسعاره في المتناول؟
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
على سبيل المثال،
كلكم تعرفون عن المعينات السمعية؟
كلكم تعرفون عن المعينات السمعية؟
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
يجب تصنيعهم فرديًّا لكل شخص،
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
لذلك هذا مثال رائع
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
لاستخدام هذه التقنية في صنع
قوقعة تساعد على السمع.
قوقعة تساعد على السمع.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
عادة تقوم بالذهاب إلى المتجر،
ويقومون بفحص أذنك،
ويقومون بفحص أذنك،
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
ثم يتم إرسال البيانات
إلى ألمانيا عبر البريد الإلكتروني،
إلى ألمانيا عبر البريد الإلكتروني،
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(ضحك)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
وبعد ذلك يتم طباعتها بواسطة،
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(تصفيق)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
شكرًا لكم.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(تصفيق)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
وبعد ذلك يقوموا بطباعتها بواسطة آلة كبيرة،
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
وعندما تكون جاهزة
لإرسالها مرة أخرى إلى فيينا
لإرسالها مرة أخرى إلى فيينا
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
أو أينما كنت...
08:15
via post --
129
449284
1168
عبر البريد...
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
يقوموا بوضع الإلكترونيات.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
عندما تمتلك طابعة صغيرة في متجرك،
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
فيمكنك الذهاب للمتجر،
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
ليقوموا بفحص أذنك،
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
وبمجرد الضغط على "طباعة،"
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
تحصل على الشرائح ثلاثية الأبعاد للنموذج،
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
ويمكنك الذهاب لتناول القهوة،
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
أو الذهاب للجامعة، مهما كان الذي تريده،
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
وبدلًا من الانتظار 5 أيام، يمكنك الحصول
على قوقعة الأذن أو المساعدات السمعية
على قوقعة الأذن أو المساعدات السمعية
08:42
in just one day.
139
476060
2536
في يوم واحد فقط.
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
وهذا مثال على كيف أن هذه
الآلات الصغيرة جدًا
الآلات الصغيرة جدًا
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
أو الطابعات الثلاثية الأبعاد الرخيصة
تستطيع تغيير حياتنا اليومية.
تستطيع تغيير حياتنا اليومية.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
شكرًا جزيلًا لكم،
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
وابدأوا بطباعة ما تشاؤون، وتحتاجون إليه.
08:59
(Applause)
144
493879
2030
(تصفيق)
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