3D-принтер с машинным зрением и искусственным интеллектом

Коммерчески доступные 3D-принтеры, как правило, предлагают только высокоскоростную, высокоточную или высококачественную печать. Редко они предлагают все три возможности одновременно, что ограничивает их пригодность в качестве производственного инструмента. Сегодня трехмерная печать используется в основном для прототипирования и мелкосерийного производства специализированных деталей.

Решая эту проблему, компания Inkbit, американский стартап родом из Массачусетского технологического института, работает над тем, чтобы привнести все преимущества 3D-печати во множество продуктов, которые раньше никогда не печатались - и стремится сделать это в таких объемах, которые радикально нарушат производственные процессы в различных отраслях промышленности.

Компания добивается этого, объединяя свой многофункциональный струйный 3D-принтер с системами машинного зрения и машинного обучения. Система машинного зрения всесторонне сканирует каждый слой объекта во время печати для исправления ошибок в режиме реального времени, в то время как система машинного обучения использует эту информацию, чтобы предсказать деформирующее поведение материалов и сделать более точными конечные продукты.

Компания говорит, что она может печатать более гибкие материалы намного точнее, чем другие принтеры. Если объект, включая компьютерный чип или другой электронный компонент, помещается на область печати, машина может точно печатать материалы вокруг него. А когда объект закончен, машина сохраняет цифровую копию, которая может быть использована для контроля качества.

В современных производственных процессах используются разные материалы, некоторые из которых трудно поддаются 3D-печати, что приводит к неравномерному распределению и сбоям в печатном процессе, таким как засорение. Они также имеют тенденцию к усадке или закруглению по краям с течением времени. Принтер, разработанный в Inkbit способен печатать рекордные 10 материалов одновременно, используя технологию машинного зрения. Сначала инженеры использовала простой 3D-сканер для отслеживания прогресса работы. Для первого принтера Inkbit они решили значительно улучшить "глаза" своего аппарата и использовать оптический когерентный томограф (ОКТ), который использует длинные волны света, чтобы видеть сквозь поверхность материалов и сканировать слои материала с разрешением, не превышающим долей ширины человеческого волоса.

Поскольку ОКТ-сканеры традиционно используются офтальмологами, единственные доступные устройства были слишком медленными для сканирования каждого слоя трехмерной напечатанной детали. Поэтому команда Inkbit разработала свой ОКТ-сканер, который, по их словам, в 100 раз быстрее, чем что-либо другое, представленное сегодня на рынке.

Когда слой печатается и сканируется, собственные системы машинного зрения и машинного обучения компании автоматически исправляют любые ошибки в режиме реального времени и упреждающе компенсируют деформацию и усадку непостоянного материала. Эти процессы еще больше расширяют диапазон материалов, с которыми компания может печатать, удаляя ролики и скребки, используемые некоторыми другими принтерами для обеспечения точности, которые имеют тенденцию к заклиниванию при использовании с трудными материалами.

Система предназначена для того, чтобы пользователи могли создавать прототип и изготавливать новые объекты на одной и той же машине. Нынешний промышленный принтер Inkbit имеет 16 печатающих головок и печатающий блок, достаточно большой, чтобы ежегодно производить сотни тысяч изделий размером с кулак (или меньшее количество более крупных изделий). Бесконтактная струйная конструкция машины означает, что увеличение размеров последующих итераций будет таким же простым, как и расширение печатной формы.

В настоящее время у компании есть только один действующий принтер производственного класса. Но она начнет продавать напечатанную с его помощью продукцию уже в ближайшее время, начиная с пилотного проекта с компаниями Johnson and Johnson, а затем выведет на рынок и свои принтеры.