當前位置：主頁 > 資訊 > 前沿 >

機器視覺和機器學習驅動的生產級多材料3D打印技

來源：南極熊瀏覽數：
責任編輯：傳說的落葉時間：2019-06-12 09:13

分享到：

[導讀]誕生于麻省理工，由機器視覺和機器學習驅動的生產級多材料3D打印技術

來源：3D科學谷

面向塑料零部件批量生產的3D打印技術，需要同時滿足速度、精度和質量三個方面的要求，但目前商業化的3D打印設備通常難以同時滿足這三個要求。

根據麻省理工新聞（MIT News），一家誕生于麻省理工學院的創業公司正在開發一種兼顧打印速度、精度和質量的材料噴射3D打印設備。該設備的核心技術是機器視覺和機器學習系統，它們就像3D打印設備的眼睛和大腦，實時監控著打印過程，從而提高這種3D打印技術的打印質量、速度，并擴展可打印材料的范圍。

Inkbit的3-D打印技術可以大批量生產多材料物體（如上圖所示的夾管閥）

帶“眼睛”和“大腦”的多材料3D打印技術
Inkbit是2017年從麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室（CSAIL）分離出來的公司。該公司從DARPA和強生公司獲得了研究經費資助，打印技術為材料噴射技術，打印機配備機器視覺和機器學習技術。

機器視覺技術在打印過程中掃描每個打印層，并糾正其中出現的錯誤。機器學習系統用于預測材料的翹曲行為，這些人工智能技術能夠學習打印材料屬性并預測其行為。

Inkbit 的3D打印設備中配有專有的高速掃描系統，在每層材料沉積后生成地形圖。在后續的打印中，任何與預期幾何形狀不同的差異都會被校正。這些數據還用于訓練機器學習算法，該算法通過學習每種材料的屬性預測它們的行為，從而確保3D打印設備快速準確地構建零件。視覺識別系統為每個3D打印提供完整的數字記錄，實現3D打印部件的質量控制。

2016年，Inkbit的四位工程師將機器視覺技術與3D打印相結合的想法進行商業化。他們的任務是使機器視覺系統趕上機器的生產速度。他們首先使用光學相干斷層掃描（OCT）掃描儀改善3D打印設備的“眼睛”，該掃描儀使用長波長的光以100微米的分辨率透過材料表面。由于可用的OCT掃描儀掃描速度太慢，無法掃描3D打印部件的每一層，因此Inkbit構建了一個定制的OCT掃描儀，據稱其速度比目前市場上的其他產品快100倍。

當打印和掃描打印層時，機器視覺和機器學習系統可以實時自動糾正任何錯誤，并主動補償變幻無常的材料的翹曲和收縮行為。Inkbit的設備中沒有輥子和刮刀，這將進一步拓展設備可打印的材料范圍，制造一些容易卡住刮刀的難打印材料。

與其他3D打印技術一樣，最終在生產中應用的關鍵是打印材料。Inkbit開發的非接觸式材料噴射3D打印技術能夠滿足很多具有苛刻性能要求的新材料，包括彈性達到800%的彈性體和能夠承受高達170°C高溫的樹脂，以及打印不同軟硬度的多材料零部件。

還包括制造一些傳統制造工藝中常用的硬材料，如硅膠和環氧樹脂，這些材料通常用于絕緣電子產品以及各種消費品，健康產品和工業產品。這類材料屬于難以進行增材制造的材料，在打印時通常會出現分布不均勻、堵塞、以及邊緣收縮等問題。Inkbit的創始團隊一直在麻省理工計算機科學與人工智能實驗室研究這些問題。

Inkbit 公司表示，這一3D打印設備能夠準確、靈活的制造零部件，例如制造結構性電子零件，如果將芯片或其他電子元件放置在打印區域，3D打印設備可以精確地在電子元器件周圍打印材料。其應用方向還包括隱形矯正器生產、睡眠呼吸暫停面罩等。

Inkbit 所提供的材料噴射3D打印技術是一種多材料打印技術，即同時沉積不同的材料并進行數字混合。Inkbit系統每小時可沉積4.5千克材料，同時構建精確到數十微米的零件。該打印機配有3種構建材料和支撐材料，并可擴展至8種。設備采用模塊化架構，組件可快速更換，維修和升級，并配有自動構建板加載和后處理工藝。

這一3D打印技術的研發人員表示，之前多材料3D打印機被用于制作原型，還沒有被用于真正的生產，Inkbit的多材料噴射3D打印設備是面向批量生產的。

Inkbit 目前已經研發出生產級的多材料噴射3D打印設備，該公司在今年年底前開始銷售3D打印產品，首家試點用戶是強生公司。明年，開始銷售3D打印設備。

免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與納金網無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。

TAGS：3D打印 TCT