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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00:47
Hello everybody,
thanks for having me today.
thanks for having me today.
0
1442
2550
Olá, pessoal!
Obrigado por estarem aqui.
Obrigado por estarem aqui.
Estou um pouquinho amachucado,
mas seria preciso mais do que um carro
mas seria preciso mais do que um carro
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
para me impedir de estar
hoje aqui com vocês.
hoje aqui 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 de guerra, não é?
Bom, hoje vou falar
sobre uma micro-impressora,
sobre uma micro-impressora,
01:04
So today, I want to talk
about the microprinter,
about the microprinter,
6
18919
3101
sobre o meu trabalho e como tudo começou
01:08
about my work, how everything started,
7
22044
2794
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
e qual foi a minha motivação
para construir a impressora 3D
mais pequena do mundo.
mais pequena do mundo.
01:16
Let's start with my daily business.
9
30607
3319
Vamos começar
pelo meu trabalho de rotina.
pelo meu trabalho de rotina.
01:19
So, my normal working field is called
two-photon polymerization.
two-photon polymerization.
10
33950
4331
O meu trabalho normalmente
chama-se polimerização de dois fotões.
chama-se polimerização de dois fotões.
01:25
It sounds very nerdy, it is very nerdy.
11
39111
3258
Parece coisa de "nerd".
É coisa de "nerd" mesmo.
É coisa de "nerd" mesmo.
01:28
(Laughter)
12
42393
1319
(Risos)
01:30
What do you need for making this stuff?
13
44465
3336
Mas o que é preciso
para fazer uma micro-impressora?
para fazer uma micro-impressora?
01:33
You need a complex laser system,
14
47825
2200
Primeiro, é preciso
um sistema a laser
um sistema a laser
01:36
a so-called femtosecond laser system,
15
50049
2318
que se chama sistema
de laser fentossegundo
de laser fentossegundo
01:38
which you focus onto a very tiny spot --
very, very, very tiny --
very, very, very tiny --
16
52391
5463
que focamos num local minúsculo
— mesmo muito minúsculo.
— mesmo muito minúsculo.
01:43
and this is a very expensive,
not very durable laser system. (Laughs)
not very durable laser system. (Laughs)
17
57878
5693
Esse dispositivo é muito caro
e o sistema a laser não dura muito.
e o sistema a laser 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 um sistema
de posicionamento complexo
de posicionamento complexo
01:54
We call it "Agathe,"
because it's very heavy,
because it's very heavy,
19
68477
3587
a que chamamos "Agathe"
porque é muito pesado
porque é muito pesado
01:58
and we thought Agathe was a nice name.
20
72088
2305
e pensámos que seria um bom nome.
(Risos)
02:00
(Laughter)
21
74417
1150
02:02
And, well, you need this system
to move the laser through,
to move the laser through,
22
76757
3441
Este sistema também é preciso
para mover o laser,
para mover o laser,
02:06
for example, at the very accurate
level, about 200 nanometers,
level, about 200 nanometers,
23
80222
3881
por exemplo, com uma precisão
de 200 nanómetros
de 200 nanómetros
ou seja, muito rigorosa.
02:10
so very accurate.
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 cannot see with your eyes.
that you cannot see with your eyes.
26
87817
3307
Podemos fazer muitas coisas
que os olhos não veem.
que os olhos não veem.
02:17
So you can print out whatever you want,
27
91148
2368
Assim, podemos imprimir
o que quisermos,
o que quisermos,
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
por exemplo, uma torre de Londres,
o marido da Agathe...
o marido da Agathe...
02:24
(Laughter)
29
98343
1968
(Risos)
02:27
OK, but, what makes it so mind-blowing?
30
101145
6065
Ok, mas o que é que a torna
tão interessante?
tão interessante?
Estão a ver a barra de escala?
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
São 100 mícrons para a torre de Londres
02:39
and 20 microns for the fat man.
32
113634
2383
e 20 mícrons 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
Só para comparar, o diâmetro de um cabelo
humano mede cerca de 50 mícrons.
humano mede cerca de 50 mícrons.
02:46
So these objects are like
a dust particle or even smaller,
a dust particle or even smaller,
34
120696
5258
Estes objetos são como partículas de pó
ou até mais pequenos
ou até mais pequenos
02:51
so you can hardly see them.
35
125978
2760
por isso, vocês mal podem 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 podemos fazer
e é nisso que estamos a trabalhar
e é nisso que estamos a trabalhar
é melhorar o sistema,
melhorar as resinas,
melhorar as resinas,
02:59
is improving the system,
improving the resins,
improving the resins,
37
133820
4088
o material que usamos para apanhar
um verme, ou qualquer outra coisa.
um verme, ou qualquer outra coisa.
03:03
the material we use for catching
a worm or something else.
a worm or something else.
38
137932
5605
Dentro da resina, movimentamos o laser
através dela, ela fica polimerizada
através dela, ela fica polimerizada
03:09
Inside the resin, we move the laser
through the resin, it gets polymerized,
through the resin, it gets polymerized,
39
143561
5330
e apanhamos um animal vivo
03:14
and we catch a living animal,
40
148915
2814
— aqui é um verme especial.
03:17
here, a special worm.
41
151753
1694
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
Estamos a tentar fazer
— será o próximo passo —
— será o próximo passo —
tornar os polímeros biocompatíveis
e talvez escrever quaisquer coisas
e talvez escrever quaisquer coisas
03:23
is to make biocompatible polymers
and maybe to write some things
and maybe to write some things
43
157306
6568
03:29
inside your body
or inside the body of a worm,
or inside the body of a worm,
44
163898
3252
dentro do nosso corpo
ou dentro do corpo de um verme
ou dentro do corpo de um verme
03:33
or to attach cells
to our structures, and so on.
to our structures, and so on.
45
167174
4905
ou ligar células à nossa estrutura, etc.
03:38
But, OK, that's my normal working field.
46
172103
3134
Ok, este é o meu campo de trabalho normal.
03:41
Today I want to tell the story
behind the microprinter.
behind the microprinter.
47
175261
4418
Hoje vou contar a história
por detrás da micro-impressora.
por detrás da micro-impressora.
Qual foi minha motivação?
03:45
What was my motivation?
48
179703
1735
03:47
Well, everything started
on Monday morning, 6:30.
on Monday morning, 6:30.
49
181462
4539
Tudo começou numa segunda-feira
de manhã por volta das seis e meia.
de manhã por volta das seis e meia.
03:52
OK, that's a lie. Maybe it was 10 o'clock.
50
186025
3198
Mentira. Estou a brincar.
Talvez fossem umas 10 horas da manhã.
Talvez fossem umas 10 horas da manhã.
03:55
(Laughter)
51
189247
1017
Fui para o meu laboratório de laser
que fica perto do Karlsplatz, em Freihaus,
que fica perto do 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
na Universidade Tecnológica de Viena.
04:01
at the Vienna University of Technology.
53
195279
2430
04:03
I went in, and I saw
that this laser system was broken,
that this laser system was broken,
54
197733
3964
Entrei lá e vi que o sistema a laser
estava avariado
estava avariado
e tentei consertá-lo.
04:07
and I tried to fix it.
55
201721
1323
04:09
It took me half a day, several hours.
56
203068
3442
Isso demorou mais de meio dia,
várias horas.
várias horas.
04:12
Then I noticed, OK, there is a major
issue with the pump source.
issue with the pump source.
57
206534
4280
Foi então que reparei que havia
um problema com a fonte de energia
um problema com a fonte de energia
e eu não podia consertá-lo sozinho.
04:16
I cannot fix that myself; we have to call
the service technician.
the service technician.
58
210838
3392
Tivemos que chamar
o técnico de manutenção.
o técnico de manutenção.
04:20
And from that point on,
I noticed I had time to think.
I noticed 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 start to write my PhD thesis."
Maybe start to write my PhD thesis."
60
217765
4357
Então pensei: "Que fazer?"
Talvez escrever a minha tese
de doutoramento"
de doutoramento"
04:28
(Laughter)
61
222146
2313
(Risos)
04:30
No, no, not a good idea at all.
62
224483
2489
Não, não era uma boa ideia.
04:32
So I started thinking, maybe
write a scientific paper.
write a scientific paper.
63
226996
4592
Daí, pensei em, talvez,
escrever um artigo científico.
escrever um artigo científico.
04:37
Not a good idea at all.
64
231612
1532
Não, 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 a pensar,
depois de uma semana a pensar,
04:43
I came up with the idea
66
237114
1366
tive a ideia
04:44
to build the smallest
3-D microprinter in the world.
3-D microprinter in the world.
67
238504
3120
de construir a micro impressora
3D mais pequena do mundo.
3D mais pequena do mundo.
04:47
(Laughter)
68
241648
1375
(Risos)
04:49
Or, the smallest 3-D printer in the world.
69
243047
2275
ou seja, a impressor 3D
mais pequena do mundo.
mais pequena 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
Daí, liguei ao meu professor
e falei-lhe da minha ideia.
e falei-lhe da minha ideia.
05:00
"Hey, let's build the thing!
I have time. Is it OK?"
I have time. Is it OK?"
72
254436
2733
"Vamos construí-la.
Eu tenho tempo para isso".
Eu tenho tempo para isso".
05:03
"Go ahead, build it."
73
257193
1159
"Ok. Vai em frente, contrói-a".
05:04
And so I went to the university,
and from that point on,
and from that point on,
74
258376
3437
Fui para a Universidade
e, a partir daí,
e, a partir daí,
05:07
I just put everything out of my brain
inside the computer
inside the computer
75
261837
3255
pus tudo o que tinha na cabeça
dentro do computador
dentro do computador
05:11
to make this CAD construction
of the whole thing.
of the whole thing.
76
265116
3471
para fazer esta construção CAD
de todo o projeto.
de todo o projeto.
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
Ao fim de uns meses, fizemos
o primeiro teste do sistema.
o primeiro teste do sistema.
05:19
It worked brilliantly
from the first test on,
from the first test on,
78
273894
4301
Tudo funcionou perfeitamente
nesse primeiro teste
nesse 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 conseguimos obter a mesma resolução
que os sistemas que custam 60 000 euros,
que os sistemas que custam 60 000 euros,
05:29
and we only spent 1,500 euros
for the system,
for the system,
80
283560
4080
e só gastámos 1500 euros
para construir o sistema,
para construir o sistema,
05:33
not including my salary,
81
287664
3956
isto sem incluir o meu salário,
05:37
but that wouldn't add so much on its own.
82
291644
2711
embora isso não acrescentasse muito.
(Risos)
05:40
(Laughter)
83
294379
1418
Ok, mas como é que funciona?
05:41
OK, how does this work?
84
295821
1818
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
em que se pode ver como
lá pomos um arquivo tridimensional.
lá pomos um 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
Este vídeo foi feito por um amigo meu
chamado Junior Veloso.
chamado 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
Como podem ver, há um conjunto
de plataformas que se movem para cima
de plataformas que se movem para cima
e, por baixo desse conjunto,
05:58
And under the set stage,
there is a liquid,
there is a liquid,
89
312974
2509
há um liquido que 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
Camada a camada, vamos criando o modelo,
06:09
so you really pull it out of the liquid.
92
323624
5962
vamos retirando o modelo do líquido.
06:16
And it just depends
on how big your model is.
on how big your model is.
93
330091
3510
Tudo depende do tamanho do modelo.
06:19
Maybe you have 100 slices,
1,000 or 10,000 slices.
1,000 or 10,000 slices.
94
333625
3935
Pode ter 100 camadas,
1000 ou 10 000 camadas.
1000 ou 10 000 camadas.
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, esta máquina aqui é bem maior
do que a micro-impressora,
do que a micro-impressora,
06:29
but it uses more or less
the same principles,
the same principles,
97
343566
2615
mas utiliza, mais ou menos,
os mesmos princípios,
os mesmos princípios,
06:32
so that's what I want to show you.
98
346205
2220
e era isso que eu vos queria mostrar.
06:34
At the end, this head, this alien head,
99
348449
3272
No final, esta 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 procedimento está pronto,
só temos que quebrar a cabeça
só temos que quebrar a cabeça
06:46
from the support structure you need,
102
360162
2738
da estrutura do suporte
06:48
and then everything is ready.
103
362924
2114
e está tudo pronto.
06:51
So.
104
365843
1390
Bom...
06:54
OK, but what does
the microprinter look like?
the microprinter look like?
105
368663
3295
Ok, mas qual é o aspeto
da micro-impressora?
da micro-impressora?
06:57
Well, maybe some of you
have already seen this picture.
have already seen this picture.
106
371982
3438
Talvez 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 trouxe-a aqui e quero
apresentá-la a vocês.
apresentá-la a vocês.
07:06
to the 3-D microprinter,
which looks like this.
which looks like this.
108
380705
2950
A micro-impressora 3D
tem este aspeto.
tem este aspeto.
07:09
So it's very small,
it's really a desktop version.
it's really a desktop version.
109
383679
4073
É realmente muito pequena.
é uma versão de secretária.
é uma versão de secretária.
É um sistema muito acessível.
07:13
It's a really affordable system.
110
387776
1890
07:15
And we are really proud of it,
actually, and --
actually, and --
111
389690
4263
Estamos muito orgulhosos dela...
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 este sistema minúsculo;
há sistemas maiores.
há sistemas maiores.
07:28
What can you do
with a cheap, affordable system?
with a cheap, affordable system?
114
402748
2617
O que é que podemos fazer
com um sistema barato e acessível?
com um sistema barato e acessível?
07:31
For example, you all know
these hearing aids?
these hearing aids?
115
405389
4726
Por exemplo, conhecem
aqueles aparelhos auditivos?
aqueles aparelhos auditivos?
07:36
They have to be produced
individually for each person,
individually for each person,
116
410139
4353
Têm que ser produzidos
individualmente, para cada pessoa,
individualmente, para cada pessoa,
portanto, é o exemplo perfeito
07:40
so this is a perfect example
117
414516
1701
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
para o uso desta tecnologia,
para criar o invólucro
de um aparelho auditivo.
de um aparelho auditivo.
07:47
Normally, you go to the store,
they scan your ear,
they scan your ear,
119
421847
2829
Normalmente, vamos à loja,
eles digitalizam a orelha,
eles digitalizam a orelha,
07:50
they send the data
to Germany via email, and --
to Germany via email, and --
120
424700
4336
enviam os dados
para a Alemanha via e-mail...
para a Alemanha via e-mail...
(Risos)
07:55
(Laughter)
121
429060
1693
... e depois, imprimem com uma...
07:56
and then they print it out with a --
122
430777
2277
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
... e depois, imprimem
com uma máquina grande.
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
Depois, quando estiver pronto,
voltam a mandá-la para Viena
voltam a mandá-la para Viena
08:12
or wherever you are --
128
446745
1499
ou para onde estivermos,
pelo correio
08:15
via post --
129
449284
1168
08:17
then they put in the electronics.
130
451249
1789
e eles colocam-lhe a parte eletrónica.
08:19
When you have a microprinter
in your store,
in your store,
131
453062
2377
Se houver uma micro-impressora
na loja,
na loja,
08:21
you can go to the store,
132
455463
2064
podemos ir à loja,
08:23
they scan your ear,
133
457551
1565
eles digitalizam a orelha,
08:25
they just press "Print,"
134
459140
2864
e só precisam de pressionar "Imprimir".
08:28
the 3-D model gets sliced,
135
462028
3446
O modelo 3D começa
a formar-se em camadas,
a formar-se em camadas,
e podemos ir a um café,
08:31
and you can go for a coffee,
136
465498
1643
08:33
you can go to the university,
whatever you want,
whatever you want,
137
467165
3300
ou podemos ir para a faculdade
ou para onde quisermos.
ou para onde quisermos.
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
Em vez de cinco dias, podemos ter
o invólucro ou até mesmo o aparelho
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 example
of how these tiny little machines
of how these tiny little machines
140
479065
4288
Este é só um exemplo de como
estes equipamentos minúsculos
estes equipamentos minúsculos
ou uma impressora 3D barata
pode mudar o nosso dia-a-dia.
pode mudar o nosso dia-a-dia.
08:49
or other cheap 3-D printers
could change our everyday lives.
could change our everyday lives.
141
483377
4520
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
ou aquilo de que precisarem.
ou aquilo de que 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