3D列印失真怎麼辦?人工智慧來幫忙!

2020-12-07 讀芯術

全文共1474字,預計學習時長5分鐘

來源:91jm

2019年1月14日,美國加州大學聖地牙哥分校首次利用快速3D列印技術,製造出模仿中樞神經系統結構的脊髓支架,成功幫助大鼠恢復了運動功能。

神奇的3D列印是什麼?

3D列印(3DP)即快速成型技術的一種,又稱增材製造 ,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。

3D列印作為一個十億美元的市場,從醫療保健、複製品到建築學、飛機零件,其身影隨處可見。

按市場份額劃分的使用案例

然而目前,3D列印行業仍存在涉及數十億美元的問題,那就是變形。這個問題困擾著所有行業,並且,因為無用的變形,大量已經完成的列印工作被迫拋棄。

於實際列印出的內容而言,3D印表機是完全不可預測的。一個人如果曾從3D印表機(熔融堆積技術(FDM,FuseDepositionModeling)和光固化技術(SLA,Stereolithography)等)裡列印過東西,那麼可能在列印出所需內容前,就已經放棄各種列印作業了。

例子:

記錄下足夠多的錯誤列印後,就剩下圖所示的一箱東西了——

變形的原因

變形會因為各種原因而發生

· 列印期間材料延展

· 列印期間材料收縮

· 列印軟體裡的輸入值(臺階/毫米,列印速度,層高,溫度)

· 印表機的電機/皮帶的機械問題

· 印表機床不水平

· 印表機床未加熱

· 列印層的順序

例子:

就筆者個人而言,面臨這些問題,是在列印各種硬體的時候——從固定裝置、外殼、連接器到空中和地面的機器人。

最新進展

來自南加利福尼亞大學 (Universityof Southern California) 的研究者們正在解決收縮和延展問題,並且已經證實他們用卷積模型可以增加50%的列印準確度。

這個模型已經用數據進行了訓練,這些數據來自先前的列印工作,目的是要在不同的材料和應用上擁有相同的準確性。

比如,如果用聚乳酸材料和MakerBot三維印表機來列印,並且有關於列印工作的先前的數據,且這些數據來自相同的印表機類型和材料,就可以使用這個模型。

這個智能程序將被打包在一個名為PrintFixer的軟體中。正如所見,它正在根據以前列印作業的數據檢查CAD模型上的變形(延展(紅色),收縮(藍色))。

50%的準確性的確是進步了。在高度依賴3D印表機的醫療行業,更高的精確度可以帶來巨大的影響。

牙科植入物需要高準確性,在3D列印過程中防止變形肯定會對行業帶來顛覆性影響。

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