What if 3D printing was 100x faster? | Joseph DeSimone

Translator: Amol Terkar Reviewer: Abhinav Garule

I'm thrilled to be here tonight

आज इथे येऊन मी अतिप्रफ़ुल्लीत आहे

to share with you something we've been working on

ज्यावर आम्ही दोन वर्षांहून अधिक काळ काम करत होतो

त्याबद्दल आपल्याला सांगण्यासाठी,

for over two years,

and it's in the area of additive manufacturing,

आणि ते समावेशी वस्तुनिर्मिती क्षेत्रातील आहे

also known as 3D printing.

ज्याला थ्री डी प्रिंटींगदेखील म्हणतात.

You see this object here.

हि वस्तू तुम्हाला इथे दिसत आहे.

It looks fairly simple, but it's quite complex at the same time.

ती खूप साधी वाटते, पण ती तितकीच क्लिष्टही आहे.

It's a set of concentric geodesic structures

तो एक समकेंद्री अल्पांतरी रचनांचा संच आहे

with linkages between each one.

प्रत्येकात जोडण्या असलेला.

In its context, it is not manufacturable by traditional manufacturing techniques.

या परिस्थितीत तो पारंपरिक उत्पादन तंत्रानी बनवता येऊ शकणारा नाही.

It has a symmetry such that you can't injection mold it.

त्याची सममिती अशी आहे ज्यामुळे तो साचा वापरून

तुम्ही बनवू शकत नाही.

You can't even manufacture it through milling.

आकारयंत्र वापरूनही तुम्ही तो बनवू शकत नाही.

This is a job for a 3D printer,

हे थ्री डी प्रिंटरचे काम आहे,

पण बहुतांशी थ्री डी प्रिंटर्सना हा बनवण्यासाठी ३ ते १० तास लागतील,

but most 3D printers would take between three and 10 hours to fabricate it,

and we're going to take the risk tonight to try to fabricate it onstage

आणि आपण तो आज या मंचावर बनवण्याचे आव्हान घेणार आहोत

during this 10-minute talk.

या १० मिनिटांच्या व्याख्यानादरम्यान.

Wish us luck.

आम्हाला शुभेच्छा द्या.

Now, 3D printing is actually a misnomer.

थ्री डी प्रिंटींग हि खरंतर एक अपसंज्ञा आहे.

It's actually 2D printing over and over again,

ते खरंतर टु डी प्रिंटींग पुन्हा पुन्हा करणे आहे,

and it in fact uses the technologies associated with 2D printing.

आणि वास्तविकता टु डी प्रिंटींगच्या संदर्भातील तंत्रज्ञान ते वापरते.

Think about inkjet printing where you lay down ink on a page to make letters,

इंकजेट प्रिंटींगची कल्पना करा ज्यात अक्षरनिर्मितीसाठी तुम्ही पानावर शाई टाकता,

and then do that over and over again to build up a three-dimensional object.

आणि तेच पुन्हा पुन्हा करता एक त्रिमितीय वस्तू बनवण्यासाठी.

In microelectronics, they use something

मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या क्षेत्रात

असंच काहीसं करण्यासाठी तंत्र वापरतात ज्याला लिथोग्राफी म्हणतात

called lithography to do the same sort of thing,

to make the transistors and integrated circuits

ट्रांजिस्टर्स व इंटीग्रेटेड सर्किट्स निर्मितीसाठी

and build up a structure several times.

व एखाद्या रचनेच्या उभारणीसाठी.

These are all 2D printing technologies.

हे सगळं टु डी प्रिंटींगचे तंत्रज्ञान आहे.

मी एक रसायनशास्त्रज्ञ आणि पदार्थशास्त्रज्ञसुद्धा आहे,

Now, I'm a chemist, a material scientist too,

and my co-inventors are also material scientists,

आणि माझे सहसंशोधकसुद्धा पदार्थशास्त्रज्ञ आहेत,

one a chemist, one a physicist,

एक रसायनशास्त्रज्ञ, एक भौतिकशास्त्रज्ञ,

आणि आम्हाला थ्री डी प्रिंटींगमधे आवड निर्माण झाली.

and we began to be interested in 3D printing.

And very often, as you know, new ideas are often simple connections

आणि बऱ्याचदा, तुम्हाला माहीतच असेल, नवीन कल्पना या बहुदा साध्या जोडण्या

between people with different experiences in different communities,

असतात विविध समुदायातील विविध अनुभव असलेल्या लोकांमधील

and that's our story.

आणि तीच आमची गोष्ट आहे.

Now, we were inspired

आम्ही प्रेरित झालो होतो

"टर्मिनेटर २" मधील टी - १००० साठी असलेल्या दृश्याने,

by the "Terminator 2" scene for T-1000,

and we thought, why couldn't a 3D printer operate in this fashion,

आणि आम्हाला वाटलं, एक थ्री डी प्रिंटर या पद्धतीने का काम करू शकणार नाही,

where you have an object arise out of a puddle

ज्यात एखादी वस्तू चिखलातून वर येईल

त्या वेळेतच

in essentially real time

with essentially no waste

काहीही वाया न जाता

to make a great object?

एक छानशी वस्तू बनवण्यासाठी?

अगदी चित्रपटांत असतं तसं.

Okay, just like the movies.

And could we be inspired by Hollywood

आणि हॉलिवुडपासून प्रेरणा घेऊन

and come up with ways to actually try to get this to work?

हे प्रत्यक्षात काम करू लागण्यासाठी आपण मार्ग शोधू शकतो का?

And that was our challenge.

आणि ते आमचं आव्हान होतं.

And our approach would be, if we could do this,

आणि आमचा दृष्टिकोन हा असेल, जर आम्ही ते करू शकलो,

then we could fundamentally address the three issues holding back 3D printing

तर आम्ही थ्री डी प्रिंटींग हि उत्पादनाची प्रक्रिया होण्यापासून वंचित राहण्याच्या

from being a manufacturing process.

तीन मूळ मुद्द्यांना संबोधित करू शकू.

एक, थ्री डी प्रिंटर खूप वेळ घेतो.

One, 3D printing takes forever.

There are mushrooms that grow faster than 3D printed parts. (Laughter)

काही मशरूम आहेत जे थ्री डी प्रिंट केलेल्या भागांपेक्षा वेगाने वाढतात. (हशा)

The layer by layer process

थरावर थर टाकण्याच्या प्रक्रियेने

leads to defects in mechanical properties,

यांत्रिक गुणधर्मांत दोष निर्माण होतात,

and if we could grow continuously, we could eliminate those defects.

आणि जर आपण एकसंध वाढ करू शकलो तर आपण त्या दोषांचे निर्मूलन करू शकू.

And in fact, if we could grow really fast, we could also start using materials

आणि खरंच जर आपण वेगाने वाढवू शकलो, तर आपण असे पदार्थ वापरू शकू

that are self-curing, and we could have amazing properties.

जे स्वतःहूनच सुकतात, आणि आपल्याला आश्चर्यकारक गुणधर्म मिळतील.

म्हणजे जर हे आपल्याला जमलं, हॉलिवुडची नक्कल करू शकलो,

So if we could pull this off, imitate Hollywood,

तर आपण वास्तविकता थ्री डी मॅनुफॅक्चरींग हाताळू शकू.

we could in fact address 3D manufacturing.

Our approach is to use some standard knowledge

बहुवारिक रसायनशास्त्रातील सर्वसाधारण ज्ञानाचा वापर करून

in polymer chemistry

प्रकाश आणि प्राणवायूच्या

to harness light and oxygen to grow parts continuously.

वापराने भाग बनवणे हा आमचा मार्ग आहे.

प्रकाश आणि प्राणवायू वेगवेगळ्या प्रकारे काम करतात.

Light and oxygen work in different ways.

प्रकाश राळेचं रूपांतर घनपदार्थात करू शकतो,

Light can take a resin and convert it to a solid,

आणि द्रवपदार्थाचे रूपांतर घनपदार्थात करू शकतो.

can convert a liquid to a solid.

Oxygen inhibits that process.

प्राणवायू ती प्रक्रिया रोखतो.

So light and oxygen are polar opposites from one another

म्हणजेच प्रकाश आणि प्राणवायू एकमेकांच्या विरुद्ध ध्रुवांवर असतात

रसायनशास्त्रीय दृष्टिकोनातून पाहता,

from a chemical point of view,

and if we can control spatially the light and oxygen,

आणि जर आपण प्रकाश आणि प्राणवायू अवकाशिकतः नियंत्रित करू शकलो

तर हि प्रक्रिया आपण नियंत्रित करू शकू.

we could control this process.

And we refer to this as CLIP. [Continuous Liquid Interface Production.]

आम्ही याला सीएलआयपी [कंटिन्यूयस लिक्विड इंटरफेस प्रॉडक्शन] असे म्हणतो.

It has three functional components.

त्याचे तीन कार्यकारी भाग आहेत.

One, it has a reservoir that holds the puddle,

एक, त्याची एक टाकी आहे जिच्यात लगदा असतो

just like the T-1000.

टी - १००० सारखाच.

At the bottom of the reservoir is a special window.

टाकीच्या तळाशी एक विशेष खिडकी असते.

I'll come back to that.

मी त्याबाबत नंतर सांगतो.

याशिवाय, त्यात एक मंच असतो जो लगद्यात जाईल

In addition, it has a stage that will lower into the puddle

and pull the object out of the liquid.

आणि द्रव्यातून वस्तूला बाहेर ओढून काढेल.

The third component is a digital light projection system

तिसरा भाग म्हणजे अंकीय प्रकाश प्रक्षेपक व्यवस्था

underneath the reservoir,

टाकीच्याखाली असते,

illuminating with light in the ultraviolet region.

जी प्रकाशाला अतिनील क्षेत्रात प्रदीप्त करते.

आता, टाकीच्या तळाशी असलेली हि खिडकी महत्वाची आहे,

Now, the key is that this window in the bottom of this reservoir,

it's a composite, it's a very special window.

ती संमिश्रित पदार्थांची असते, ती एक विशेष खिडकी असते.

ती केवळ प्रकाशाला पारदर्शकच नव्हे तर प्राणवायुसाठीदेखील पारगम्य असते.

It's not only transparent to light but it's permeable to oxygen.

It's got characteristics like a contact lens.

डोळ्यांच्या लेन्ससारखे तिचे गुणधर्म असतात.

So we can see how the process works.

त्यामुळे प्रक्रिया कशी होते हे आपल्याला दिसू शकते

You can start to see that as you lower a stage in there,

तुम्हाला आता दिसू शकतं कि जसा तुम्ही तो मंच तिथे आत खाली करता

एका पारंपरिक पद्धतीने, एका प्राणवायू अपारगम्य खिडकीतून,

in a traditional process, with an oxygen-impermeable window,

you make a two-dimensional pattern

तुम्ही एक द्विमितीय नमुना तयार करता

आणि तुम्ही तो खिडकीवर चिकटवता एका पारंपरिक खिडकीच्या सहाय्याने,

and you end up gluing that onto the window with a traditional window,

and so in order to introduce the next layer, you have to separate it,

आणि मग पुढचा स्टार आणण्यासाठी, तुम्हाला ती विलग करावी लागते,

introduce new resin, reposition it,

नवीन राळ टाकावी लागते, तिला तिच्या जागी पुन्हा ठेवावी लागते,

and do this process over and over again.

आणि हि प्रक्रिया पुन्हा पुन्हा करावी लागते.

But with our very special window,

पण आपल्या या विशेष खिडकीमुळे,

what we're able to do is, with oxygen coming through the bottom

आपण काय करू शकतो कि, खालून येणाऱ्या प्राणवायूला

as light hits it,

जेव्हा प्रकाश भिडतो,

that oxygen inhibits the reaction,

प्राणवायू अभिक्रिया रोखतो,

and we form a dead zone.

आणि आपण एक निश्चेष्ट क्षेत्र तयार करतो.

This dead zone is on the order of tens of microns thick,

हे निश्चेष्ट क्षेत्र काही मायक्रॉन्स जाड असते,

so that's two or three diameters of a red blood cell,

म्हणजे लाल रक्तपेशीच्या दुप्पट किंवा तिप्पट व्यास असलेले,

खिडकीच्या सन्मुख असताना ते द्रवरूप असते,

right at the window interface that remains a liquid,

and we pull this object up,

आणि आपण हि वस्तू वर ओढतो,

and as we talked about in a Science paper,

आपण शास्त्राच्या पेपरमधे लिहिल्याप्रमाणे,

as we change the oxygen content, we can change the dead zone thickness.

आपण जसं प्राणवायूचं प्रमाण बदलतो, आपण निश्चेष्ट क्षेत्राची जाडी बदलू शकतो.

And so we have a number of key variables that we control: oxygen content,

आणि बदलत राहणारे असे अनेक महत्वाचे घटक जे आपण नियंत्रित करतो:

the light, the light intensity, the dose to cure,

प्राणवायूचे प्रमाण, प्रकाश, प्रकाशाची तीव्रता, सुकण्यासाठी

the viscosity, the geometry,

लागणारे प्रमाण, प्रवाहिता, भूमिती,

and we use very sophisticated software to control this process.

आणि प्रक्रियेच्या नियंत्रणासाठी आम्ही एक सुविकसित प्रणाली वापरतो.

The result is pretty staggering.

परिणाम खूप विस्मयकारक आहे.

It's 25 to 100 times faster than traditional 3D printers,

ती प्रक्रिया पारंपरिक थ्री डी प्रिंटर्सच्या तुलनेत २५ ते १०० पट अधिक

which is game-changing.

वेगवान आहे जे मूलगामी बदल घडवणारं आहे.

याशिवाय, ते द्रवरूप सन्मुख करण्याची आमची क्षमता म्हणून

In addition, as our ability to deliver liquid to that interface,

we can go 1,000 times faster I believe,

मला वाटतं आम्ही १,००० पट अधिक वेगाने जाऊ शकतो,

and that in fact opens up the opportunity for generating a lot of heat,

आणि त्यामुळे खूप उष्णता निर्माण करण्याची संधी उपलब्ध होते,

and as a chemical engineer, I get very excited at heat transfer

आणि एक रासायनिक अभियंता म्हणून उष्णता वाहनाबाबतीत आणि या कल्पनेने कि

and the idea that we might one day have water-cooled 3D printers,

एके दिवशी आपल्याकडे पाण्याने थंड होणारे थ्री डी प्रिंटर्स असतील कारण त्यांचा वेग

खूप वाढतो आहे मी खूप उत्साहित होतो.

because they're going so fast.

In addition, because we're growing things, we eliminate the layers,

याशिवाय, आपण गोष्टींची वृद्धी करत असल्याने आपण स्तरांचे निर्मूलन करतो,

and the parts are monolithic.

आणि भाग एकसंघ असतात.

You don't see the surface structure.

तुम्हाला पृष्ठभागाची रचना दिसत नाही.

You have molecularly smooth surfaces.

रेणवीय दृष्ट्या तुम्हाला गुळगुळीत पृष्ठभाग मिळतो.

आणि बहुतांशी भाग जे थ्री डी प्रिंटरवर बनवलेले असतात त्यांचे यांत्रिक गुणधर्म

And the mechanical properties of most parts made in a 3D printer

are notorious for having properties that depend on the orientation

स्तरसमान रचना असल्या कारणाने, ते बनवताना अभिमुखता कशी होती

with which how you printed it, because of the layer-like structure.

यावर अवलंबून असल्याने तसे कुविख्यात असतात.

But when you grow objects like this,

पण जेव्हा तुम्ही वस्तू यासारख्या बनवता,

the properties are invariant with the print direction.

तेव्हा बनवण्याच्या दिशेनुसार गुणधर्म बदलत नाहीत.

These look like injection-molded parts,

ते साच्यातून बनवलेल्या भागांसारखे दिसतात,

which is very different than traditional 3D manufacturing.

जे पारंपरिक थ्री डी उत्पादन प्रक्रियेपेक्षा खूप वेगळं आहे.

In addition, we're able to throw

याशिवाय, आपण बहुवारिक

the entire polymer chemistry textbook at this,

रसायनशास्त्राचे ज्ञान वापरून

and we're able to design chemistries that can give rise to the properties

आपण अशा पदार्थांची रचना करू शकतो

you really want in a 3D-printed object.

ज्याचे गुणधर्म आपल्याला एका थ्री डी प्रिंटेड वस्तूत हवे असतात.

(Applause)

(टाळ्या)

There it is. That's great.

ते बघा. हे छानच आहे.

मंचावर असं काही घडणार नाही हा धोका आपण नेहमीच पत्करतो, बरोबर?

You always take the risk that something like this won't work onstage, right?

पण उत्तम यांत्रिक गुणधर्म असलेले घटकपदार्थ असू शकतात.

But we can have materials with great mechanical properties.

हि पहिलीच वेळ आहे जेव्हा आपल्याकडे

For the first time, we can have elastomers

that are high elasticity or high dampening.

प्रत्यास्थबहुवारिक असू शकतात जे अधिक लवचिक

Think about vibration control or great sneakers, for example.

किंवा तकलादू असतील.

उदाहरणार्थ कंपन नियंत्रण किंवा उत्तम स्निकर्सची कल्पना करा

We can make materials that have incredible strength,

आपण प्रचंड ताकद असलेले, ताकद वजनाचे उच्च गुणोत्तर

high strength-to-weight ratio, really strong materials,

असलेले घटकपदार्थ बनवू शकतो, खूप ताकदवान घटकपदार्थ,

really great elastomers,

उत्तम प्रत्यास्थबहुवारिक,

so throw that in the audience there.

मी हे श्रोत्यांकडे फेकतो.

So great material properties.

घटकपदार्थांचे उत्तम गुणधर्म.

And so the opportunity now, if you actually make a part

आणि म्हणून आता हि संधी आली आहे, जर तुम्ही खरंच भाग बनवू शकलात

that has the properties to be a final part,

ज्यात अंतिम उत्पादनाचे गुणधर्म असतील

and you do it in game-changing speeds,

आणि तुम्ही ते अतिवेगाने करू शकलात

तर तुम्ही उत्पादनप्रक्रियेत आमूलाग्र बदल घडवू शकता.

you can actually transform manufacturing.

Right now, in manufacturing, what happens is,

सध्या उत्पादन प्रक्रियेत काय होतं कि

the so-called digital thread in digital manufacturing.

तथाकथित अंकीय धागा अंकीय उत्पादनात असतो.

We go from a CAD drawing, a design, to a prototype to manufacturing.

आपण कॅड आकृतीपासून, रचनेपासून, प्रतिकृतीपर्यंत आणि मग उत्पादन करतो.

Often, the digital thread is broken right at prototype,

नेहमी अंकीय धागा प्रतिकृतीच्या टप्प्याला तुटतो,

because you can't go all the way to manufacturing

कारण तुम्ही थेट उत्पादन करू शकत नाही

because most parts don't have the properties to be a final part.

कारण बहुतांशी भागांमधे अंतिम उत्पादनाचे गुणधर्म नसतात.

We now can connect the digital thread

आपण आता तो अंकीय धागा जोडू शकतो

all the way from design to prototyping to manufacturing,

रचनेपासून ते प्रतिकृतीपासून ते उत्पादनापर्यंत,

and that opportunity really opens up all sorts of things,

आणि त्या संधीमुळे अनेक पर्याय खुले होतात

उत्तम ज्वलन गुणधर्म असलेल्या अधिक इंधनक्षम गाड्यांपासून

from better fuel-efficient cars dealing with great lattice properties

ते ताकद वजनाच्या उच्च गुणोत्तराने शक्य

with high strength-to-weight ratio,

होणारे नवीन टर्बाईनची पाती, अशा सगळ्या विस्मयकारी गोष्टी शक्य आहेत.

new turbine blades, all sorts of wonderful things.

Think about if you need a stent in an emergency situation,

आणीबाणीच्या परिस्थितीत तुम्हाला स्टेंट लागला तर कल्पना करा,

instead of the doctor pulling off a stent out of the shelf

डॉक्टरांनी उपलब्ध असलेला स्टेंट काढण्यापेक्षा,

that was just standard sizes,

जो प्रमाणित आकारात असतो,

having a stent that's designed for you, for your own anatomy

असा स्टेंट जो तुमच्यासाठी तुमच्या शरीररचनेनुसार असेल,

with your own tributaries,

तुमच्या स्वतःच्या रक्तवाहिन्या,

printed in an emergency situation in real time out of the properties

आणीबाणीच्या परिस्थितीत प्रिंट करून त्याचे असे गुणधर्म असतील कि

तो १८ महिन्यांनंतर नाहीसा होईल: खूपच अमूलाग्र बदल.

such that the stent could go away after 18 months: really-game changing.

Or digital dentistry, and making these kinds of structures

किंवा अंकीय दंतचिकित्सा, आणि अशा प्रकारच्या रचना करणे

even while you're in the dentist chair.

तुम्ही दंतचिकित्सकाच्या खुर्चीवर असताना.

And look at the structures that my students are making

आणि माझे विद्यार्थी बनवत असलेल्या रचना बघा

at the University of North Carolina.

नॉर्थ कॅरोलिना विद्यापीठात.

These are amazing microscale structures.

या विस्मयकारी अतिसूक्ष्म रचना आहेत.

You know, the world is really good at nano-fabrication.

आपल्याला माहीतच आहे कि नॅनो उत्पादनात जग खूप पुढे आहे.

Moore's Law has driven things from 10 microns and below.

मूरच्या नियमामुळे गोष्टी आता १० मायक्रॉन आणि त्याहूनही खाली गेल्या आहेत.

We're really good at that,

आपण त्यात खरंच छान प्रगती केली आहे

but it's actually very hard to make things from 10 microns to 1,000 microns,

पण १० मायक्रॉन ते १,००० मायक्रॉन या पातळीवर गोष्टी तयार करणे खूप कठीण आहे,

the mesoscale.

मेजोस्केलवर.

And subtractive techniques from the silicon industry

आणि सिलिकॉन उद्योगातील अंशलोपादेशी तंत्रं ते

नीटसं करू शकत नाहीत.

can't do that very well.

They can't etch wafers that well.

ते अतिपातळ चकत्यांवर नीटसं कोरू शकत नाही.

But this process is so gentle,

पण हि प्रक्रिया इतकी हळूवार आहे कि

आपण या वस्तू तळापासून उभारू शकतो,

we can grow these objects up from the bottom

using additive manufacturing

समावेशी उत्पादन प्रक्रिया वापरून

and make amazing things in tens of seconds,

आणि विस्मयकारी गोष्टी अगदी सेकंदाच्या दहाव्या

opening up new sensor technologies,

भागात बनवू शकतो,

new drug delivery techniques,

ज्यामुळे नवीन सेन्सर तंत्रज्ञान, औषध देण्याचे नवीन तंत्रज्ञान,

new lab-on-a-chip applications, really game-changing stuff.

चिपवरील प्रयोगशाळेसारखे उपयोग करू शकतो, खरंच अमूलाग्र बदल घडवणाऱ्या गोष्टी.

म्हणून अंतिम उत्पादनासारखे गुणधर्म असलेल्या भागाची निर्मिती त्यावेळेतच

So the opportunity of making a part in real time

that has the properties to be a final part

करण्याच्या या संधीने थ्री डी उत्पादन

really opens up 3D manufacturing,

प्रक्रियेसाठी दारं खुली केली आहेत

and for us, this is very exciting, because this really is owning

आणि आम्हाला हे खूप प्रफुल्लित करणारं आहे कारण हे हार्डवेयर,

the intersection between hardware, software and molecular science,

सॉफ्टवेयर आणि रेणवीय शास्त्राच्या छेदाला आपलंसं करण्यासारखं आहे,

and I can't wait to see what designers and engineers around the world

आणि जगभरातील रचनाकार आणि अभियंते या साधनाचा वापर करून

are going to be able to do with this great tool.

काय काय करू शकतील हे बघण्यास मी आतुर आहे.

Thanks for listening.

ऐकून घेतल्याबद्दल आभार.

(Applause)

(टाळया)