Аддитивное производство (AM) и искусственный интеллект (AI) являются двумя из самых захватывающих областей технологий сегодня. 3D-печать произвела революцию в производстве и дизайне, позволяя создавать сложные объекты с легкостью. Тем временем инструменты AI, такие как ChatGPT, MidJourney, Stable Diffusion и Resemble, продемонстрировали свой потенциал трансформировать медиапейзаж. С помощью простого текстового ввода на естественном языке эти инструменты могут создавать искусство, статьи и истории за считанные секунды. Фактически, все изображения, представленные в этой статье, были созданы с помощью AI.

Потенциал для инноваций, однако, безграничен, когда 3D-печать и AI объединяются. Используя искусственный интеллект, дизайнеры AM могут оптимизировать свои создания, чтобы они были более прочными и эффективными. AI может даже сделать эту технологию более доступной для всех, снижая высокий порог квалификации настройки слайсеров до простых флажков. Вместе 3D-печать и AI могут стать движущей силой следующего поколения производства.

Чтобы глубже разобраться в потенциале этой захватывающей технологии, мы обратились к различным экспертам в индустрии AM, включая мыслителей, журналистов и энтузиастов. Вот их мнения о том, куда движется отрасль.

Контроль качества

Даже небольшие дефекты в компонентах могут привести к катастрофическим последствиям в авиационной промышленности. Решение заключается в 3D-принтерах с поддержкой AI, которые могут обнаруживать ошибки и исправлять их до того, как они произойдут. Например, программная платформа Additive Works, основанная на AI, моделирует процесс 3D-печати, чтобы выявить потенциальные проблемы задолго до того, как вы нажмете кнопку печати.

Джейкоб Уилсон, региональный менеджер в Bcn3d.com, считает, что "Мониторинг в процессе печати имеет огромный потенциал для интеграции AI. Мы уже видим такие вещи, как 'Обнаружение спагетти' [использование компьютерного зрения и ML для обнаружения сбоев печати], становящиеся все более популярными среди систем FFF (Fused Filament Fabrication). Я думаю, что мы скоро увидим интеграции AI, которые будут предсказывать и предотвращать сбои в печати на высококлассных промышленных металлических или полимерных принтерах, где неудачная печать может быть очень дорогостоящей".

Алгоритмы AI могут эффективно анализировать 3D-модель и непрерывно сравнивать ее с текущим процессом печати. Технология также может внимательно следить за важными параметрами, такими как температура, давление и скорость, чтобы они оставались в оптимальном диапазоне. В случае любых ошибок или отклонений система AI может быть запрограммирована на быструю корректировку на лету, чтобы оперативно устранить проблему.

Рикардо Алкантара из VulcanoLabs.com соглашается с Уилсоном: "Мы уже видим некоторые реализации, направленные на обеспечение успешной печати, такие как Детектор Спагетти и сканирование первого слоя LIDAR на принтерах Bambu Lab.

Генеративный дизайн

Благодаря широкому доступу к потребительским 3D-принтерам и распределенным производственным платформам, таким как Protolabs Network, производственные возможности были демократизированы. Однако для проектирования таких объектов по-прежнему требуется рабочее знание как CAD, так и слайсер-программ. Внутренняя сложность таких программ заставляет большинство энтузиастов печатать готовые дизайны, доступные на сайтах, таких как Thingiverse, вместо того, чтобы разрабатывать их с нуля.

Старший редактор CNET Джеймс Брикнелл считает, что AI скоро устранит этот барьер для входа, позволяя даже тем, кто не имеет технических знаний, легко проектировать свои собственные 3D-проекты.

"Большое улучшение AI будет связано с созданием 3D-моделей с использованием таких инструментов, как ChatGPT. В ближайшие несколько лет я думаю, что мы увидим программы, которые позволят вам проектировать сложные геометрии просто голосом. Это даст многим людям больше свободы выражать свою креативность," — объясняет Брикнелл, подчеркивая преобразующий потенциал инструментов AI на основе NLP, таких как ChatGPT.

Оптимизация печати

Достижение правильной эффективности и качества печати требует тщательной настройки различных параметров, таких как высота слоя, плотность заполнения, планирование пути и поддерживающие структуры. Квалифицированные техники, которые понимают нюансы 3D-печати, могут достичь отличных результатов. Но Марк Лэмкин, соучредитель FYR Medical, утверждает, что даже самые опытные техники будут превосходиться специализированными инструментами AI.

"Мы довольно хорошо находим шаблоны, но нейронная сеть, обученная итерационно применять общие подходы к 3D-печати к конкретной цели (или серии целей), может привести к новым инновациям и совершенно новым методам печати," — предсказывает Лэмкин, подчеркивая превосходство итеративного подхода AI к решению проблем. "Это может быть что-то простое, такое как улучшение точности слоя, или более сложное, например, исследование новых комбинаций методов производства. Люди очень хорошо распознают шаблоны, но мы медлительны по сравнению со скоростью компьютера."

Однако дело не только в замене человеческих техников. Марк считает это положительным развитием. Автоматизируя повторяющиеся и утомительные задачи, AI может освободить дизайнеров и инженеров, чтобы сосредоточиться на более важных вещах, таких как креативность и инновации.

Медицинская отрасль

Потенциал 3D-печати в таких отраслях, как здравоохранение, уже дает плоды, с производством индивидуальных протезов, медицинских имплантов и других продуктов в различных медицинских дисциплинах. Интеграция AI в процесс 3D-печати, однако, имеет потенциал поднять вещи на новый уровень.

В настоящее время проектирование персонализированных 3D-моделей для пациентов включает в себя использование высококачественной визуализации для определения конкретных требований для каждого случая. Эта информация затем передается инженеру-дизайнеру, который использует специализированное ПО. Наконец, цифровая модель нарезается на тонкие сечения, которые печатаются слоями. С помощью AI некоторые из этих задач могут быть автоматизированы. Например, инструменты AI для 3D-печати могут использовать медицинские данные, такие как КТ-сканы и МРТ-сканы, чтобы создавать персонализированные дизайны без необходимости значительного человеческого вмешательства. Это может значительно сократить затраты и драгоценное время для людей, нуждающихся в срочных имплантах или протезах.

Резидент 3D-печати в Protolabs Network, Робин Брокётер, считает, что AI поможет врачам играть более активную роль в разработке протезов и имплантов. "Специализированные инструменты AI должны снизить сложность процесса проектирования, что упростит для врачей и других медицинских специалистов участие в этом процессе," — объясняет Брокётер, подчеркивая мощь AI в предоставлении медицинским специалистам более тесного контроля над иначе непомерно сложным и ресурсозатратным процессом.

Оценивая значительные преобразования, которые AI принес в различных областях, таких как искусство, литература и разработка программного обеспечения, можно с уверенностью предположить, что это также может ускорить развитие технологий 3D-печати. Помимо того, чтобы сделать AM более быстрым и эффективным, AI, надеюсь, сделает его более доступным и удобным в использовании, до той степени, чтобы им было так же легко пользоваться, как вашим обычным офисным струйным принтером.