TEDxVienna
Klaus Stadlmann: The world's smallest 3D printer
Filmed:
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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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00:47
Hello everybody,
thanks for having me today.
thanks for having me today.
0
1442
2550
Olá pessoal, obrigado
por me receberem aqui hoje.
por me receberem aqui hoje.
00:50
I'm a little bit injured,
1
4460
1405
Eu estou um pouco machucado,
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
mas um carro não é o suficiente
para me impedir de falar com vocês.
para me impedir de falar com vocês.
00:55
(Laughter)
3
9205
2516
(Risos)
00:57
(Applause)
4
11745
3167
(Aplausos)
01:00
Maybe a tank?
5
14936
1272
Talvez um tanque?
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
Então, hoje eu quero falar
sobre a microimpressora,
sobre a microimpressora,
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
sobre meu trabalho, como tudo começou,
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
qual foi minha motivação para construir
a menor impressora 3D do mundo.
a menor impressora 3D do mundo.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
Vamos começar com meu trabalho diário.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
Meu campo de trabalho normal
se chama polimerização de dois fótons.
se chama polimerização de dois fótons.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
Soa bem "nerd", e é muito "nerd".
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(Risos)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
O que é necessário pra fazer essas coisas?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
É preciso de um sistema de laser complexo,
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
um sistema chamado laser de femtossegundo,
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
em que foca-se um ponto
muito, muito pequeno,
muito, muito pequeno,
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
e esse é um sistema muito caro,
e que não dura muito. (Risos)
e que não dura muito. (Risos)
01:50
And on the other hand, you need
a very complex positioning system.
a very complex positioning system.
18
64264
4189
Por outro lado, é preciso de um sistema
de posicionamento muito complexo.
de posicionamento muito complexo.
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
Ele é chamado de "Agathe,"
porque é muito pesado,
porque é muito pesado,
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
e achamos que Agathe era um bom nome.
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
(Risos)
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
E esse sistema é necessário
para deslocar o laser,
para deslocar o laser,
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
por exemplo, num nível muito preciso,
cerca de 200 nanômetros,
cerca de 200 nanômetros,
02:10
so very accurate.
24
84127
1159
então muito preciso.
02:11
And, well, what can you do with that?
25
85310
2483
E, bom, o que dá para fazer com isso?
02:13
You can do things
that you cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
Dá para fazer coisas impossíveis
de ver com os olhos.
de ver com os olhos.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
Então dá para imprimir
o que vocês quiserem,
o que vocês quiserem,
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
pode-se imprimir uma Ponte da Torre,
ou o marido da Agathe...
ou o marido da Agathe...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(Risos)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
Mas o que o torna tão surpreendente?
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
Talvez dê para ver esta escala,
são 100 micrômetros para a Ponte da Torre,
são 100 micrômetros para a Ponte da Torre,
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
e 20 micrômetros para o homem gordo.
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
Para comparar, o diâmetro de um cabelo
humano é de uns 50 micrômetros.
humano é de uns 50 micrômetros.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
Esses objetos são parecidos
com uma partícula de poeira, ou até menor,
com uma partícula de poeira, ou até menor,
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
então mal conseguimos vê-los.
02:55
What you can also do
and what we are also working on
and what we are also working on
36
129551
4245
O que também pode-se fazer,
e nós estamos trabalhando nisso,
e nós estamos trabalhando nisso,
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
é melhorar o sistema, melhorar as resinas,
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
e o material que usamos para pegar
uma minhoca ou algo parecido.
uma minhoca ou algo parecido.
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
Dentro da resina, movemos o laser
através da resina, ele é polimerizado,
através da resina, ele é polimerizado,
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
e nós pegamos um animal vivo...
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
aqui, uma minhoca especial.
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
O que estamos tentando fazer,
ou o que seria o próximo passo,
ou o que seria o próximo passo,
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
é fazer polímeros biocompatíveis,
e talvez escrever algumas coisas
e talvez escrever algumas coisas
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
dentro do seu corpo
ou do corpo de uma minhoca,
ou do corpo de uma minhoca,
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
ou anexar células
nas nossas estruturas, e por aí vai.
nas nossas estruturas, e por aí vai.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
Mas, beleza, esse é meu campo
de trabalho normal.
de trabalho normal.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
Hoje quero contar a história
por trás da microimpressora.
por trás da microimpressora.
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
Qual foi minha motivação?
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
Bom, tudo começou às 6h30min
da manhã, numa segunda-feira...
da manhã, numa segunda-feira...
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
beleza, é mentira, devia ser umas 10h.
(Risos)
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
Eu fui para o meu laboratório de laser,
que fica perto de Karlsplatz, em Freihaus,
que fica perto de Karlsplatz, em Freihaus,
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
na Universidade de Tecnologia de Viena.
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
Eu entrei e vi que esse sistema
de laser estava quebrado,
de laser estava quebrado,
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
e tentei consertá-lo.
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
Eu levei metade do dia, muitas horas.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
Então, eu reparei: tem um grave
problema na fonte de potência.
problema na fonte de potência.
Eu não conseguiria resolver sozinho,
teríamos que chamar o técnico.
teríamos que chamar o técnico.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed I had time to think.
59
214254
3487
E a partir daí, percebi que eu
tinha tempo para pensar.
tinha tempo para pensar.
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
Pensei: "O que fazer agora? Talvez
começar a minha tese de doutorado".
começar a minha tese de doutorado".
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(Risos)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
Não, não é uma boa ideia.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
Comecei a pensar em talvez
escrever um artigo científico.
escrever um artigo científico.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
Não era uma boa ideia.
04:39
And then, on Saturday,
after a week of thinking,
after a week of thinking,
65
233168
3922
Então, no sábado, depois
de uma semana pensando,
de uma semana pensando,
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
tive a ideia de construir a menor
microimpressora 3D do mundo.
microimpressora 3D do mundo.
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(Risos)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
Ou, a menor impressora 3D do mundo.
04:51
(Applause)
70
245346
3373
(Aplausos)
04:56
So I called my professor
and told him about it.
and told him about it.
71
250390
4022
Liguei para o meu professor
e contei pra ele.
e contei pra ele.
"Ei, vamos construir essa coisa!
Eu tenho tempo. Tudo bem?"
Eu tenho tempo. Tudo bem?"
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"Vá em frente, construa."
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
Fui à universidade,
e daquele ponto em diante,
e daquele ponto em diante,
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
eu tirei tudo do meu cérebro
para dentro do computador
para dentro do computador
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
pra fazer uma construção
CAD da coisa toda.
CAD da coisa toda.
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
Depois de alguns meses,
fizemos o primeiro teste do sistema.
fizemos o primeiro teste do sistema.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
Funcionou brilhantemente
desde o primeiro teste,
desde o primeiro teste,
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
e tinha a mesma resolução de sistemas
que custavam 60 mil euros,
que custavam 60 mil euros,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
e nós só gastamos
1,5 mil euros no sistema,
1,5 mil euros no sistema,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
não incluindo meu salário,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
mas isso não acrescentaria muito.
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
(Risos)
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
Como isso funciona?
05:43
I brought you a video
85
297663
1501
Eu trouxe um vídeo
05:45
where you can see how you can put
in your three-dimensional file.
in your three-dimensional file.
86
299188
4865
onde vocês podem ver como inserir
seu arquivo tridimensional.
seu arquivo tridimensional.
05:50
This video was produced
by a friend of mine, Junior Veloso.
by a friend of mine, Junior Veloso.
87
304077
5083
O vídeo foi produzido
por um amigo meu, Junior Veloso.
por um amigo meu, 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
E vocês podem ver que tem
uma plataforma que se move para cima.
uma plataforma que se move para cima.
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
E embaixo da plataforma, tem
um líquido que se solidifica com a luz.
um líquido que se solidifica com a luz.
06:01
which gets solidified by the light.
90
315507
3004
06:04
And slice by slice, you create the model,
91
318535
5065
E fatia por fatia, cria-se o modelo,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
então, na verdade, ele sai do líquido.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
E depende só do tamanho do seu modelo.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
Talvez sejam 100, mil ou 10 mil fatias.
06:23
So that's how it works.
95
337584
2635
É assim que funciona.
06:26
Of course, this is a much bigger machine
than the microprinter,
than the microprinter,
96
340243
3299
Claro que essa máquina é muito
maior do que a microimpressora,
maior do que a microimpressora,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
mas ela tem mais ou menos
os mesmos princípios,
os mesmos princípios,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
é isso que quero mostrá-los.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
No final, essa cabeça de alienígena
06:37
is attached to the building platform,
100
351745
2161
está ligada à plataforma de construção,
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
e quando o processo termina, deve-se
simplesmente destacar a cabeça
simplesmente destacar a cabeça
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
da estrutura de suporte necessária,
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
e tudo está pronto.
06:51
So.
104
365843
1390
Então...
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
Mas como é essa microimpressora?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
Bem, talvez alguns de vocês
já tenham visto esta foto.
já tenham visto esta foto.
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
Eu também a trouxe pra vocês,
então quero apresentá-los
então quero apresentá-los
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
à microimpressora 3D.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
É muito pequena; na verdade,
uma versão de desktop.
uma versão de desktop.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
É um sistema muito acessível.
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
Estamos mesmo muito orgulhosos dele, e...
07:19
(Laughter)
112
393977
2000
(Risos)
07:23
And you have this tiny little system;
there are bigger ones.
there are bigger ones.
113
397006
5718
Temos esse microssistema;
existem outros maiores.
existem outros maiores.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
O que dá pra fazer com um sistema
barato e acessível?
barato e acessível?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
Por exemplo, vocês conhecem
os aparelhos de audição?
os aparelhos de audição?
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
Eles têm que ser produzidos
individualmente para cada pessoa,
individualmente para cada pessoa,
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
então esse é um exemplo perfeito
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
do uso dessa tecnologia
para criar a concha do aparelho.
para criar a concha do aparelho.
Normalmente, vocês iriam numa loja,
eles escaneariam seus ouvidos,
eles escaneariam seus ouvidos,
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
mandariam os dados
à Alemanha via e-mail, e...
à Alemanha via e-mail, e...
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
(Risos)
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
e então eles imprimiriam com uma...
07:59
(Applause)
123
433078
1006
(Aplausos)
08:00
Thank you.
124
434108
1341
Obrigado.
08:01
(Applause)
125
435473
3116
(Aplausos)
08:06
Then they print it out with a big machine,
126
440894
2261
Então imprimiriam com uma máquina grande,
08:09
and then, when it's ready
to send back to Vienna
to send back to Vienna
127
443179
3542
e depois, quando estivesse pronto,
mandariam de volta para Viena,
mandariam de volta para Viena,
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
ou onde quer que vocês estejam,
08:15
via post --
129
449284
1168
via correio...
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
depois coloriam a parte eletrônica.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
Quando se tem
uma microimpressora na loja,
uma microimpressora na loja,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
vocês podem ir até a loja,
eles escaneariam seus ouvidos,
eles escaneariam seus ouvidos,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
apenas pressionariam "imprimir",
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
o modelo 3D seria fatiado,
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
e vocês podem ir tomar um café,
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
ir à universidade, para onde quiserem,
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
e, em vez de cinco dias, vocês podem ter
sua concha ou aparelho de audição
sua concha ou aparelho de audição
08:42
in just one day.
139
476060
2536
em apenas um dia.
08:45
And that is an example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
E isso é só um exemplo
de como essas pequenas máquinas
de como essas pequenas máquinas
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
e outras impressoras 3D baratas
poderiam mudar nosso dia a dia.
poderiam mudar nosso dia a dia.
08:54
So thank you very much,
142
488539
1245
Muito obrigado,
08:55
and start printing whatever
you want, whatever you need.
you want, whatever you need.
143
489808
4047
e comecem a imprimir
o que quiserem e precisarem.
o que quiserem e precisarem.
08:59
(Applause)
144
493879
2030
(Aplausos)
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