人工智能怎样拯救3D打印工厂和机器的未来?
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来源:91jm
2019年1月14日,美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,成功帮助大鼠恢复了运动功能。
神奇的3D打印是什么?
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,又称增材制造 ,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印作为一个十亿美元的市场,从医疗保健、复制品到建筑学、飞机零件,其身影随处可见。
按市场份额划分的使用案例
然而目前,3D打印行业仍存在涉及数十亿美元的问题,那就是变形。这个问题困扰着所有行业,并且,因为无用的变形,大量已经完成的打印工作*抛弃。
于实际打印出的内容而言,3D打印机是完全不可预测的。一个人如果曾从3D打印机(熔融堆积技术(FDM,FuseDepositionModeling)和光固化技术(SLA,Stereolithography)等)里打印过东西,那么可能在打印出所需内容前,就已经放弃各种打印作业了。
例子:
记录下足够多的错误打印后,就剩下图所示的一箱东西了——
‘羞耻箱’科学研究委员会:我的迷你工厂
变形的原因
变形会因为各种原因而发生
· 打印期间材料延展
· 打印期间材料收缩
· 打印软件里的输入值(台阶/毫米,打印速度,层高,温度)
· 打印机的电机/皮带的机械问题
· 打印机床不水平
· 打印机床未加热
· 打印层的顺序
例子:
盘子的温度如何导致打印失真
不同温度下的不同层怎样导致变形
材料收缩导致变形和失真
就笔者个人而言,面临这些问题,是在打印各种硬件的时候——从固定装置、外壳、连接器到空中和地面的机器人。
(一个使用熔融堆积技术(FDM,FuseDeposition Modeling)打印机的典型部分)
最新进展
来自南加利福尼亚大学 (Universityof Southern California) 的研究者们正在解决收缩和延展问题,并且已经证实他们用卷积模型可以增加50%的打印准确度。
这个模型已经用数据进行了训练,这些数据来自先前的打印工作,目的是要在不同的材料和应用上拥有相同的准确性。
比如,如果用聚乳酸材料和MakerBot三维打印机来打印,并且有关于打印工作的先前的数据,且这些数据来自相同的打印机类型和材料,就可以使用这个模型。
MakerBot3D打印机:全世界拥有超过100,000的这样的打印机,而它是最受欢迎的3D打印机之一。
使用的软件:PrintFixer(imgsrc: Nathan D)
这个智能程序将被打包在一个名为PrintFixer的软件中。正如所见,它正在根据以前打印作业的数据检查CAD模型上的变形(延展(红色),收缩(蓝色))。
50%的准确性的确是进步了。在高度依赖3D打印机的医疗行业,更高的精确度可以带来巨大的影响。
牙科植入物需要高准确性,在3D打印过程中防止变形肯定会对行业带来颠覆性影响。
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