TEDxVienna
Klaus Stadlmann: The world's smallest 3D printer
Filmed:
Readability: 3.4
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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
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Bonjour tout le monde,
merci de me recevoir.
merci de me recevoir.
00:47
Hello everybody,
thanks for having me today.
thanks for having me today.
0
1442
2550
Je suis un peu blessé,
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
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
mais il faut plus qu'une voiture
pour m'empêcher de vous parler.
pour m'empêcher de vous parler.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(Rires)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(Applaudissements)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
Peut être un tank ?
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
Aujourd'hui, je voudrais vous parler
de la micro-imprimante,
de la micro-imprimante,
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
de mon travail, de comment
tout a commencé,
tout a commencé,
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
de pourquoi j'ai voulu construire
la plus petite imprimante 3D du monde.
la plus petite imprimante 3D du monde.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
Commençons avec mon travail quotidien.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
En général, je travaille sur quelque chose
appelé polymérisation à deux photons.
appelé polymérisation à deux photons.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
Ça a l'air très geek, c'est très geek.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(Rires)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
De quoi a-t-on besoin pour faire ça ?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
Il faut un outil laser complexe
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
appelé laser femtoseconde,
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
qu'il faut diriger sur un petit point --
un très très très petit point --
un très très très petit point --
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
et c'est un laser très cher,
et pas très écologique. (Rires)
et pas très écologique. (Rires)
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
D'autre part, il faut un outil
de positionnement très complexe.
de positionnement très complexe.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
On l'appelle « Agathe »,
parce qu'il est très lourd,
parce qu'il est très lourd,
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
et qu'on trouvait qu'Agathe
était un joli prénom.
était un joli prénom.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(Rires)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
On a besoin de cet outil
pour bouger le laser,
pour bouger le laser,
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
de façon très précise,
d'environ 200 nanomètres par exemple,
d'environ 200 nanomètres par exemple,
02:10
so very accurate.
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 cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
On peut créer des choses
invisibles à l’œil nu.
invisibles à l’œil nu.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
Vous pouvez donc imprimer
tout ce que vous voulez,
tout ce que vous voulez,
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
vous pouvez imprimer un pont,
vous pouvez imprimer le mari d'Agathe ...
vous pouvez imprimer le mari d'Agathe ...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(Rires)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
Ok, mais pourquoi
est-ce si extraordinaire ?
est-ce si extraordinaire ?
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
Vous voyez peut-être cette échelle,
et elle est de 100 microns pour le pont,
et elle est de 100 microns pour le pont,
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
et 20 microns pour l'homme obèse.
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
En comparaison, le diamètre d'un cheveu
humain est d'environ 50 microns.
humain est d'environ 50 microns.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
Ces objets ont donc la taille
d'un grain de poussière voire moins,
d'un grain de poussière voire moins,
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
donc vous pouvez difficilement les voir.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
Ce que vous pouvez aussi faire,
et ce sur quoi on travaille également,
et ce sur quoi on travaille également,
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
c'est d'améliorer le système,
d'améliorer les résines,
d'améliorer les résines,
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
le matériau qu'on utilise pour attraper
un ver, ou autre chose.
un ver, ou autre chose.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
À l'intérieur de la résine,
on déplace le laser, elle se polymérise,
on déplace le laser, elle se polymérise,
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
et on attrape un animal vivant,
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
ici, un ver particulier.
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
Ce qu'on essaye de faire,
la prochaine étape,
la prochaine étape,
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
c'est créer des polymères biocompatibles
et peut-être écrire quelque chose
et peut-être écrire quelque chose
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
à l'intérieur de votre corps
ou à l'intérieur de celui d'un ver,
ou à l'intérieur de celui d'un ver,
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
ou de relier des cellules
à nos structures, et ainsi de suite.
à nos structures, et ainsi de suite.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
Mais, ok, ça, c'est mon travail habituel.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
Aujourd'hui, je veux vous raconter
l'histoire de la micro-imprimante.
l'histoire de la micro-imprimante.
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
Quelle était ma motivation ?
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
Eh bien, tout a commencé
un lundi matin à 6h30.
un lundi matin à 6h30.
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
Ok, c'est un mensonge.
Il était peut être 10h.
Il était peut être 10h.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
(Rires)
03:56
I went to my laser lab, which is located
near Karlsplatz, in Freihaus,
near Karlsplatz, in Freihaus,
52
190288
4967
Je suis allé à mon laboratoire,
qui est près de Karlsplatz, à Freihaus,
qui est près de Karlsplatz, à Freihaus,
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
à l'Université de Technologie de Vienne.
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
Je suis entré, et j'ai vu
que le système laser était cassé,
que le système laser était cassé,
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
j'ai essayé de le réparer.
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
Ça m'a pris une demie journée,
plusieurs heures.
plusieurs heures.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
Et là j'ai remarqué qu'il y avait un gros
problème avec la source de pompage.
problème avec la source de pompage.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
Ne pouvant pas réparer, on a
donc dû appeler le technicien du service.
donc dû appeler le technicien du service.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
À partir de ce moment, j'ai réalisé
que j'avais du temps pour réfléchir.
que j'avais du temps pour réfléchir.
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
Je me suis dit : « Que faire maintenant ?
Peut-être commencer à écrire ma thèse. »
Peut-être commencer à écrire ma thèse. »
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(Rires)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
Non, non, très mauvaise idée.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
J'ai ensuite pensé
à écrire un article scientifique.
à écrire un article scientifique.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
Très mauvaise idée.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
Et enfin, un samedi,
après une semaine de réflexion,
après une semaine de réflexion,
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
J'ai eu l'idée
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
de construire la plus petite
micro-imprimante 3D du monde.
micro-imprimante 3D du monde.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(Rires)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
Ou, la plus petite imprimante 3D du monde.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(Applaudissements)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
J'ai donc appelé mon professeur
pour lui en parler.
pour lui en parler.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
« Hey, construisons ça !
J'ai le temps. C'est ok ?
J'ai le temps. C'est ok ?
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
- Vas-y, construis-la. »
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
Je suis donc allé à l'université,
et à partir de ce moment,
et à partir de ce moment,
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
J'ai mis toutes mes idées
dans l'ordinateur
dans l'ordinateur
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
pour créer la modélisation CAD
de l'ensemble du projet.
de l'ensemble du projet.
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
Après quelques mois, on a lancé
le premier test du système.
le premier test du système.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
Dès le début
il a remarquablement fonctionné,
il a remarquablement fonctionné,
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
avec la même résolution que
des systèmes coûtant 60 000 euros,
des systèmes coûtant 60 000 euros,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
alors que nous n'en avions
dépensé que 1 500,
dépensé que 1 500,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
sans compter mon salaire,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
mais qui n'a pas rajouté grand chose.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(Rires)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
Ok, comment ça marche ?
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
Je vous ai apporté une vidéo
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
où vous pouvez voir comment mettre en
place votre fichier en trois dimensions.
place votre fichier en trois dimensions.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
Cette vidéo a été faite
par un de mes amis, Junior Veloso.
par un de mes amis, Junior Veloso.
05:55
And you can see, you have
a set stage which moves up.
a set stage which moves up.
88
309184
3766
Vous pouvez voir qu'il y a
une plateforme qui monte.
une plateforme qui monte.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
Et sous cette plateforme,
il y a un liquide,
il y a un liquide,
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
qui se solidifie grâce à la lumière.
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
Et, couche après couche,
le modèle se crée,
le modèle se crée,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
donc il sort vraiment du liquide.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
Et ça dépend juste
de la taille de votre modèle.
de la taille de votre modèle.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
Il peut y avoir 100 couches,
1 000 ou 10 000 couches.
1 000 ou 10 000 couches.
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
Voilà comment ça fonctionne.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
Bien sûr, il s'agit d'une machine
plus grosse que la micro-imprimante,
plus grosse que la micro-imprimante,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
mais elle utilise plus ou moins
les mêmes procédés,
les mêmes procédés,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
c'est ce que je voulais vous montrer.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
À la fin, cette tête, cette tête d'alien,
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
est attachée à la plateforme,
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
et quand le processus est terminé,
il faut simplement détacher
la tête de la plateforme,
la tête de la plateforme,
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
et tout est prêt.
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
06:51
So.
104
365843
1390
Donc.
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
Ok, mais à quoi ressemble
la micro-imprimante ?
la micro-imprimante ?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
Peut-être que certains d'entre vous
ont déjà vu cette photo.
ont déjà vu cette photo.
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
Je vous l'ai aussi apportée,
donc laissez-moi vous présenter
donc laissez-moi vous présenter
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
la micro-imprimante 3D,
qui ressemble à ça.
qui ressemble à ça.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
Elle est très petite,
c'est vraiment une version de bureau.
c'est vraiment une version de bureau.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
Elle est très abordable.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
Et, en fait, on en est vraiment fiers --
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(Rires)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
Voilà ce très petit objet,
il en existe des plus gros.
il en existe des plus gros.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
Que peut-on faire avec
cet objet si peu cher ?
cet objet si peu cher ?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
Vous connaissez tous
les prothèses auditives, par exemple ?
les prothèses auditives, par exemple ?
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
On doit les produire une par une,
pour chaque personne,
pour chaque personne,
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
donc c'est un exemple parfait
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
de l'utilisation de cette technologie pour
créer le moule d'une prothèse auditive.
créer le moule d'une prothèse auditive.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
En général, en boutique,
ils scannent votre oreille,
ils scannent votre oreille,
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
ils envoient les données en Allemagne
par email, et --
par email, et --
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(Rires)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
et ensuite ils l'impriment avec --
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(Applaudissement)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Merci.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(Applaudissements)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
Ils l'impriment avec une grosse machine,
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
et, quand c'est prêt,
ils la renvoient à Vienne
ils la renvoient à Vienne
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
ou où que vous soyiez --
08:15
via post --
129
449284
1168
par la poste --
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
et ils installent l’électronique.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
S'il y a une micro-imprimante
dans la boutique,
dans la boutique,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
vous pouvez y aller,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
ils scannent votre oreille,
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
ils appuient juste sur « Imprimer »,
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
le modèle 3D est divisé en couches,
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
et vous pouvez prendre un café,
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
aller à l'université, où vous voulez,
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
et au lieu de 5 jours, vous pouvez
avoir votre prothèse auditive
avoir votre prothèse auditive
08:42
in just one day.
139
476060
2536
en seulement un jour.
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
Voilà un exemple qui montre
comment ces petites machines
comment ces petites machines
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
ou d'autres imprimantes 3D à petits prix
peuvent changer notre vie quotidienne.
peuvent changer notre vie quotidienne.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Merci beaucoup,
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
et commencez à imprimer ce que
vous voulez, ce dont vous avez besoin.
vous voulez, ce dont vous avez besoin.
(Applaudissements)
08:59
(Applause)
144
493879
2030
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