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

Joe DeSimone: 3B yazıcılar 100 kat hızlı olsaydı neler olurdu?

Çeviri: Eren Gokce Gözden geçirme: Ramazan Şen

I'm thrilled to be here tonight

İki yıldır üzerinde çalışmakta

to share with you something we've been working on

olduğumuz bir şeyi sizinle paylaşmak için

for over two years,

burada olduğumdan dolayı çok heyecanlıyım

and it's in the area of additive manufacturing,

ve bu 3B baskı olarak da bilinen

also known as 3D printing.

katmanlı üretim konusuyla ilgili.

You see this object here.

Burada bu objeyi görüyorsunuz.

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

Oldukça basit görünüyor, ama aynı zamanda oldukça kompleks.

It's a set of concentric geodesic structures

Birbiri arasında bağlantıları olan

with linkages between each one.

eşmerkezli jeodezik bir yapı seti.

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

Bu kapsamda, geleneksel üretim teknikleriyle üretilemez.

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

Simetrisinden dolayı enjeksiyon kalıplama yapamazsınız.

You can't even manufacture it through milling.

Frezeleme ile bile imal edemezsiniz.

This is a job for a 3D printer,

Bu 3B yazıcının yapabileceği bir iş,

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

ama çoğu 3B yazıcının bunu imal etmesi üç ila on saat arasında sürer.

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

Bu akşam bu 10 dakikalık konuşma sırasında sahnede

during this 10-minute talk.

bunu imal etme riskini alacağız.

Wish us luck.

Bize şans dileyin.

Now, 3D printing is actually a misnomer.

3B baskı aslında yanlış bir tanımlama.

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

Aslında bu tekrar tekrar 2B basım yapmak

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

ve doğrusu 2B baskıyla ilgili teknolojileri kullanıyor.

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

Mürekkep püskürtmeli yazıcıyla basımı düşünün. Harfleri elde etmek için sayfaya

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

mürekkep bırakırsınız ve üç boyutlu bir obje oluşturmak için bunu üst üste yaparsınız.

In microelectronics, they use something

Mikro elektronikte buna benzer şeyler yapmak için,

called lithography to do the same sort of thing,

transistör ve entegre devreler yapmak için,

to make the transistors and integrated circuits

pek çok defa bir yapıyı elde etmek için

and build up a structure several times.

litografi denen şey kullanılır.

These are all 2D printing technologies.

Bunların hepsi 2B baskı teknolojileri.

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

Ben bir kimyagerim ve bir malzeme bilimciyim,

and my co-inventors are also material scientists,

yanımdaki mucitler de malzeme bilimci,

one a chemist, one a physicist,

biri kimyager, diğeri fizikçi

and we began to be interested in 3D printing.

ve 3B baskıyla ilgilenmeye başladık.

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

Bildiğiniz gibi çoğunlukla yeni fikirler farklı alanlardan,

between people with different experiences in different communities,

farklı deneyimlere sahip insanlar arasındaki basit bağlantılardır

and that's our story.

ve bu bizim hikâyemiz.

Now, we were inspired

Biz Terminatör 2'deki T-1000

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

sahnesinden esinlendik

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

ve neden bir 3B yazıcı bu şekilde çalışmasın diye düşündük.

where you have an object arise out of a puddle

Harika bir obje yapmak üzere

in essentially real time

gerçek zamanlı olarak,

with essentially no waste

hiçbir atık olmadan

to make a great object?

sıvı içinden çıkan bir objeniz var.

Okay, just like the movies.

Evet, aynı filmdekiler gibi.

And could we be inspired by Hollywood

Hollywood'dan esinlenip gerçekte

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

bunun olması için yollar bulabilir miydik?

And that was our challenge.

İşte bu bizim uğraştığımız şeydi.

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

Bizim yaklaşımımız, bunu yapabildiğimiz zaman,

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

aslında 3B baskının üretim süreci olmasını önleyen

from being a manufacturing process.

üç soruna çözüm getirebilmiş olmaktı.

One, 3D printing takes forever.

Birincisi, 3B baskı çok uzun sürüyor.

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

3B ile basılan parçalardan daha hızlı büyüyen mantarlar var. (Gülüşmeler)

The layer by layer process

Katmanlı süreç

leads to defects in mechanical properties,

mekanik özelliklerde hatalara sebep oluyor.

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

Eğer kesintisiz büyümesini sağlarsak, o hataları önleyebilirdik.

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

Aslında gerçekten çok hızlı büyümesini sağlarsak, kendiliğinden kürlemeyi sağlayan

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

malzemeleri kullanmaya da başlayabilirdik ve harika özelliklere sahip olurduk.

So if we could pull this off, imitate Hollywood,

Eğer bunu başarabilirsek, Hollywood'u taklit edebilirsek,

we could in fact address 3D manufacturing.

doğrusu 3B üretime çözüm bulabilirdik.

Our approach is to use some standard knowledge

Yaklaşımımız, parçaları kesintisiz büyütmek için

in polymer chemistry

ışığı ve oksijeni kullanmak üzere

to harness light and oxygen to grow parts continuously.

polimer kimyasındaki bazı standart bilgileri kullanmak.

Light and oxygen work in different ways.

Işık ve oksijen farklı şekillerde işler.

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

Işık reçineyi alıp bir katıya dönüştürebilir,

can convert a liquid to a solid.

bir sıvıyı katıya dönüştürebilir.

Oxygen inhibits that process.

Oksijen bu süreci engeller.

So light and oxygen are polar opposites from one another

Yani kimyasal bakış açısıyla, ışık ve oksijen

from a chemical point of view,

birbirinin tam tersidirler.

and if we can control spatially the light and oxygen,

Eğer ışık ve oksijeni uzaysal olarak kontrol edebilirsek,

we could control this process.

bu süreci kontrol edebiliriz.

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

Buna CLIP [Sürekli Sıvı Arayüz Üretimi] adını veriyoruz.

It has three functional components.

Üç işlevsel bileşeni var.

One, it has a reservoir that holds the puddle,

Birincisi, sıvıyı tutan bir rezervuarı olması,

just like the T-1000.

tıpkı T-1000 gibi.

At the bottom of the reservoir is a special window.

Rezervuarın altında özel bir penceresi bulunuyor.

I'll come back to that.

Buna sonra değineceğim.

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

Buna ek olarak, sıvının içine doğru inen

and pull the object out of the liquid.

ve objeyi sıvıdan çıkaran bir tablası var.

The third component is a digital light projection system

Üçüncü bileşeni ise rezervuarın altında bulunan

underneath the reservoir,

dijital ışık yansıtma sistemi,

illuminating with light in the ultraviolet region.

morötesi bölgede ışıkla aydınlanıyor.

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

Kilit nokta, rezervuarın altındaki bu pencerenin

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

kompozit olması, çok özel bir pencere olması.

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

Sadece ışığa geçirgen değil, aynı zamanda oksijene de geçirgen.

It's got characteristics like a contact lens.

Kontak lens gibi özellikleri var.

So we can see how the process works.

Sürecin nasıl işlediğini görebiliyoruz.

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

Görülmeye başlandığı gibi, orada tablayı alçalttığınızda,

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

geleneksel süreçte, oksijeni geçirmeyen bir pencereyle

you make a two-dimensional pattern

iki boyutlu desen yaparsınız

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

ve geleneksel pencere olunca pencereye yapıştırmak durumunda kalırsınız.

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

Bir sonraki katmanı başlatmak için, ayırmak zorundasınız,

introduce new resin, reposition it,

yeni reçine koyup, yeniden yerleştirip,

and do this process over and over again.

tekrar tekrar bu süreci yapmak zorundasınız.

But with our very special window,

Ama çok özel penceremizle

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

yaptığımız şey, ışık vurup

as light hits it,

alttan oksijen geldiğinde,

that oxygen inhibits the reaction,

o oksijenin reaksiyon oluşturması

and we form a dead zone.

ve ölü bir kuşak oluşturmamız.

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

Bu ölü bölge yaklaşık onlarca mikron kalınlığında,

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

bu iki veya üç çap kalınlığında alyuvar kadar,

right at the window interface that remains a liquid,

tam pencere arayüzünde sıvı olarak kalıyor

and we pull this object up,

ve bu objeyi yukarı çekiyoruz.

and as we talked about in a Science paper,

Bir bilim dergisinde bahsettiğimiz gibi,

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

oksijen içeriğini değiştirince, ölü kuşak kalınlığını değiştirebiliyoruz.

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

Yani kontrol edebildiğimiz birkaç kilit değişkenimiz var:

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

Oksijen içeriği, ışık, ışık yoğunluğu, kürlemek için dozaj,

the viscosity, the geometry,

akışkanlık, geometri

and we use very sophisticated software to control this process.

ve bu süreci kontrol etmek için çok sofistike bir yazılım kullanıyoruz.

The result is pretty staggering.

Sonuç oldukça şaşırtıcı.

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

Geleneksel 3B yazıcıdan 25 ila 100 kat daha hızlı,

which is game-changing.

ki bu da oyunu değiştiriyor.

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

Ayrıca o arayüze sıvı aktarma kabiliyetimiz yüzünden,

we can go 1,000 times faster I believe,

inanıyorum ki, 1.000 kat hızlı yapabiliriz

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

ve aslında bu durum çok fazla ısının yaratılmasına imkân sağlıyor.

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

Bir kimya mühendisi olarak, ısı transferi ve bir gün

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

suyla soğutulan 3B yazıcıların olması fikri ile ilgili olarak heyecanlanıyorum,

because they're going so fast.

çünkü çok hızlılar.

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

Buna ek olarak, nesneleri büyüttüğümüz için katmanları elimine ediyoruz

and the parts are monolithic.

ve parçalar yekpare.

You don't see the surface structure.

Yüzey yapısını görmüyorsunuz.

You have molecularly smooth surfaces.

Moleküler olarak pürüzsüz yüzeyleriniz var.

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

3B yazıcıda yapılan çoğu parçanın mekanik özelliklerinin,

are notorious for having properties that depend on the orientation

bastığınız yöne bağlı olan özelliklere sahip olmasıyla bilinmesinin

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

sebebi ise katmanımsı yapısı.

But when you grow objects like this,

Ancak objeleri bu şekilde büyütürseniz,

the properties are invariant with the print direction.

özellikler basım yönüne bağlı olarak değişmez.

These look like injection-molded parts,

Bunlar enjeksiyon kalıplama ile yapılan parçalara benziyor,

which is very different than traditional 3D manufacturing.

geleneksel 3B üretimden çok farklılar.

In addition, we're able to throw

Ayrıca, buna bütün polimer kimyası

the entire polymer chemistry textbook at this,

ders kitabını dâhil edebildik

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

ve bir 3B basılan objede gerçekten istediğiniz özellikleri ortaya çıkaracak

you really want in a 3D-printed object.

madde yapılarını tasarlayabildik.

(Applause)

(Alkış)

There it is. That's great.

İşte burada. Bu harika.

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

Bunun gibi bir şeyin sahnede başarılı olmaması riskini hep alırsınız, değil mi?

But we can have materials with great mechanical properties.

Ancak harika mekanik özelliklere sahip malzemelere sahip olabiliriz.

For the first time, we can have elastomers

İlk defa yüksek esneklik veya yüksek nemlendirmeye

that are high elasticity or high dampening.

sahip elastomerlere sahip olabildik.

Think about vibration control or great sneakers, for example.

Örneğin, titreşim kontrolü veya iyi lastik ayakkabıları düşünün.

We can make materials that have incredible strength,

Olağanüstü mukavemete, yüksek dayanım-ağırlık oranına,

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

gerçekten dayanıklı materyallere, gerçekten harika elastomerlere

really great elastomers,

sahip malzemeler yapabiliriz.

so throw that in the audience there.

Bunu burada seyirciye atalım.

So great material properties.

Yani harika malzeme özellikleri.

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

Şimdiki fırsat şu,

that has the properties to be a final part,

final parça olacak özellikleri olan bir parça gerçekten yaparsan

and you do it in game-changing speeds,

ve bunu oyunu değiştiren bir hızda yaparsan,

you can actually transform manufacturing.

gerçekten de üretimi değiştirebilirsin.

Right now, in manufacturing, what happens is,

Şu an üretimde olan şey,

the so-called digital thread in digital manufacturing.

dijital üretimdeki dijital ip adı verilen şey.

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

BDT (CAD) çizimden, tasarımdan prototipe, üretime gidiyoruz.

Often, the digital thread is broken right at prototype,

Dijital ip çoğunlukla prototip aşamasında kopuyor,

because you can't go all the way to manufacturing

çünkü üretime kadar gidemiyorsunuz,

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

çünkü parçaların çoğunluğunun final parça olabilecek özellikleri bulunmuyor.

We now can connect the digital thread

Artık dijital ipi başından sonuna, tasarımdan

all the way from design to prototyping to manufacturing,

prototiplemeye ve üretime kadar bağlayabiliriz.

and that opportunity really opens up all sorts of things,

Bu olanak her türlü şeyin kapılarını açıyor,

from better fuel-efficient cars dealing with great lattice properties

harika kafes özellikleriyle, yüksek dayanım-ağırlık oranıyla

with high strength-to-weight ratio,

daha fazla yakıt tasarrufuna sahip arabalar,

new turbine blades, all sorts of wonderful things.

yeni türbin kanatları, her türlü harika şey.

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

Acil bir durumda stente ihtiyacınız olduğunu düşünün,

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

doktorun standart büyüklükteki bir stenti

that was just standard sizes,

raftan alması yerine,

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

sizin için, kendi anatominiz için,

with your own tributaries,

kendi kanallarınızla tasarlanan,

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

18 ay sonra kaybolacak özelliklerle acil durum anında gerçek zamanlı

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

olarak basılan bir stente sahip olmak: Gerçekten oyunu değiştirici.

Or digital dentistry, and making these kinds of structures

Ya da dijital dişçilik ve hâlâ dişçi koltuğundayken

even while you're in the dentist chair.

bu tür yapıları yapmak.

And look at the structures that my students are making

Kuzey Karolina Üniversitesi'nde öğrencilerimin yaptığı

at the University of North Carolina.

yapılara bakın.

These are amazing microscale structures.

Bunlar inanılmaz mikro ölçekteki yapılar.

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

Biliyorsunuz ki, dünya nano fabrikasyonda gerçekten iyi.

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

Moore Yasası, nesneleri 10 mikronun altına indirdi.

We're really good at that,

Bunda gerçekten iyiyiz,

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

ama 10 mikrondan 1.000 mikrona kadar, orta ölçekte

the mesoscale.

şeyler yapmak oldukça güç.

And subtractive techniques from the silicon industry

Silikon endüstrisindeki eksiltici teknikler

can't do that very well.

bunu çok iyi yapamıyor.

They can't etch wafers that well.

Devre levhalarını o kadar iyi aşındıramıyorlar.

But this process is so gentle,

Ancak bu süreç çok hassas,

we can grow these objects up from the bottom

bu objeleri aşağıdan yukarıya

using additive manufacturing

katmanlı imalat ile büyütebiliyoruz

and make amazing things in tens of seconds,

ve onlarca saniye içinde harika şeyler yapabiliyoruz,

opening up new sensor technologies,

yeni sensör teknolojileri ortaya çıkarabiliyoruz,

new drug delivery techniques,

yeni ilaç teslimi teknikleri,

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

yeni yonga üstünde laboratuvar (lab-on-a-chip) uygulamaları, gerçekten oyunu değiştiren şeyler.

So the opportunity of making a part in real time

Yani final bir parçanın özelliklerine sahip

that has the properties to be a final part

bir parçayı gerçek zamanlı olarak yapma olanağı

really opens up 3D manufacturing,

3B imalatı gerçekten geliştiriyor.

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

Donanım, yazılım ve moleküler bilim arasındaki kesişime

the intersection between hardware, software and molecular science,

gerçekten sahip olmak açısından bu bizim için çok heyecan verici.

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

Dünyanın dört bir yanındaki tasarımcıların ve mühendislerin bu harika araçla

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

neler yapabileceğini görmek için sabırsızlanıyorum.

Thanks for listening.

Dinlediğiniz için teşekkürler.

(Applause)

(Alkış)