Po co łączyć sztuczną inteligencję i drukowanie 3D?

Po co łączyć sztuczną inteligencję i drukowanie 3D?

Obecnie spotykamy coraz więcej modnych słów i pojęć, takich jak „sztuczna inteligencja” (AI), „blockchain” lub „przemysł 4.0”. Same w sobie technologie, mają ogromny wpływ na obecną gospodarkę i istniejące systemy produkcyjne.

Ale co z faktem, że te nowe technologie – często określane jako destrukcyjne – można łączyć? Czy są zatem zupełnie nowe możliwości, wcześniej niewyobrażalne?

Interesuje nas przede wszystkim połączenie tych technologii z wytwarzaniem przyrostowym – skupimy się w szczególności na związku między sztuczną inteligencją a drukiem 3D. Celem jest zrozumienie, jakie są możliwości połączenia tych dwóch technologii, jakie korzyści można wyciągnąć, ale także jakie ograniczenia mogą pozostać.

Sztuczna inteligencja, robotyka, druk 3D, tak wiele nowych technologii, które otwierają nowe drzwi.

Przede wszystkim spójrzmy na termin sztuczna inteligencja. Dr Thomas Wilde, ekspert AI od kilku lat, podał nam definicję: „ AI jako dyscyplina początkowo obejmuje wszystkie procesy, które pomagają maszynom postrzegać, myśleć i zachowywać się jak ludzie. W rezultacie mamy do czynienia z bardzo szeroką gamą procesów językowych, przetwarzania obrazu, ale także procesów z zakresu umiejętności motorycznych i robotyki ”. W naszym codziennym życiu znajdujemy go głównie w mediach i elektronice – na przykład Twój smartfon jest w stanie rozpoznać twoją twarz lub ma asystenta głosowego, który słucha twojego głosu. Myślimy tutaj o Alexie z Amazon, Siri na Apple, Google Now itp.

Połącz sztuczną inteligencję i drukowanie 3D

Sztuczna inteligencja jest często powiązana z terminami takimi jak uczenie maszynowe, sieć neuronowa, automatyzacja, a nawet sztuczna wizja. Chodzi o to, że maszyna sama może rozwiązać dany problem, bez interwencji człowieka, na podstawie danych i doświadczeń z przeszłości. Jest to szczególnie interesujące w połączeniu z technologiami drukowania 3D, ponieważ może zwiększyć wydajność drukarki 3D poprzez zmniejszenie ryzyka błędu i ułatwienie zautomatyzowanej produkcji. Obserwujemy coraz więcej startupów i projektów badawczych integrujących AI z produktem lub usługą drukowania 3D.

Wiele urządzeń elektronicznych integruje teraz AI

Przykłady obejmują zautomatyzowanie całego procesu drukowania 3D, do przewidywania jakości i opracowywania nowych materiałów. Rozmawialiśmy z niektórymi ekspertami, którzy opracowali systemy w tych obszarach i którzy zostali pokrótce przedstawieni poniżej.

Automatyzacja przepływu pracy drukowania 3D

Pierwszą aplikacją jest na przykład automatyzacja przepływu pracy drukowania 3D. Obejmuje to różne etapy, od utworzenia modelu jako pliku CAD, po jego ostateczny wydruk, aż po przygotowanie do drukowania w oprogramowaniu do krojenia. AMFG (dla Autonomous Manufacturing) , firma z siedzibą w Londynie, oferuje na to rozwiązanie. „  Dzięki naszemu oprogramowaniu zaprojektowanemu do przepływu pracy w druku 3D, umożliwiamy automatyzację ważnych kroków, takich jak zarządzanie produkcją„Powiedział Keyvan Karimi, CEO AMFG. Sztuczna inteligencja jest wykorzystywana w AMFG do automatyzacji niektórych zadań manualnych, takich jak zbieranie danych, monitorowanie kosztów, planowanie budowy. Oprogramowanie może być wykorzystane do optymalizacji zdolności produkcyjnych poprzez poprawę wykorzystania maszyn i planowanie zleceń produkcyjnych zgodnie z ich dostępnością – wszystko to odbywa się automatycznie przez sztuczną inteligencję. Wybór materiałów można również zautomatyzować za pomocą AI: w zależności od wymagań części, która ma zostać wydrukowana, oprogramowanie podaje zalecenia dotyczące materiału, który ma być użyty, aby uzyskać najlepszy wynik.

Jednak Kevan Karimi dodaje: „  Nadal jesteśmy daleko od wykorzystywania sztucznej inteligencji do kontrolowania całego procesu wytwarzania dodatku . Jesteśmy teraz w stanie zautomatyzować niektóre kroki, ale nadal będziemy potrzebować ludzkiej interwencji w przypadku kilku indywidualnych zadań, takich jak przetwarzanie końcowe, które pozostaje czasochłonne – dlatego ważne jest, aby zminimalizować go, wydajnie pracując na pliku 3D.

sztuczna inteligencja i druk 3D

Rozwiązanie AMFG oparte na sztucznej inteligencji może służyć do automatyzacji zarządzania produkcją

Poszerzenie oferty materiałów

Połączenie sztucznej inteligencji i druku 3D może również poszerzyć zakres kompatybilnych materiałów, a tym samym spełnić wymagania sektorów przemysłowych, takich jak przemysł lotniczy, który najczęściej wymaga materiałów o wysokiej temperaturze. Projekt „futureAM” zainicjowany przez Fraunhofer IWS Institute w 2017 roku jest tego doskonałym przykładem. Prof. Dr inż. Frank Brückner, kierownik działu biznesowego „Generuj i drukuj” w Fraunhofer IWS i AMCD (Centrum wytwarzania przyrostowego w Dreźnie), wyjaśnia: „  Silniki lotnicze mogłyby pracować w wyższych temperaturach i wydajniej, gdyby większość materiałów nie zawiodło przy 1200 stopniach . „

Gdzie działa AI? Profesor powiedział nam: „ Przetwarzanie nowych materiałów o wysokiej wydajności jest bardzo złożone i wymaga dostrajania wszystkich parametrów procesu. Dlatego monitorujemy proces drukowania 3D za pomocą różnych czujników. Korzystając z AI, oceniamy przepływ danych i identyfikujemy ukryte relacje, które nie są rozpoznawalne dla ludzi . Właśnie tam leży zaleta sztucznej inteligencji: jest ona w stanie szybko przetwarzać bardzo duże ilości danych, co jest pracą zbyt zbyt nużącą dla ludzi. Dzięki tej pracy naukowcy mogą przetwarzać złożone stopy i zachować właściwości materiałów.

Drukowane w 3D łopaty turbiny (fot. Fraunhofer IWS)

Optymalizacja procesu drukowania 3D

AI może również pomóc usprawnić proces drukowania 3D. Na przykład drukowalność obiektu można przeanalizować przed rozpoczęciem dowolnego procesu. Możesz także przewidzieć jakość części i kontrolować proces, aby uniknąć błędów drukowania i zaoszczędzić czas.

Właśnie to stara się zrobić Printsyst ze swoim silnikiem AI, szczególnie w przemyśle lotniczym. Celem opatentowanego przez firmę algorytmu AI jest identyfikacja funkcjonalności części i poprawa skuteczności drukowania. To rozwiązanie opiera się na doświadczeniu zdobytym w poprzednich projektach, które z powodzeniem zintegrowały produkcję przyrostową. Na przykład wykorzystuje parametry drukowania, które działały dobrze, może dokładnie oszacować koszty komponentów, czasy produkcji i dostawy itp. Przede wszystkim zwiększa to produktywność i zmniejsza ryzyko błędów, które mogą być bardzo kosztowne, szczególnie w sektorze lotniczym.

Dane są gromadzone w bazie danych IWS i przetwarzane na potrzeby sztucznej inteligencji (zdjęcia: Frauhofer IWS)

Eitan Yona, współzałożyciel Printsyst, ilustruje swój punkt widzenia: „Skracamy średni proces przygotowania druku 3D z 30 minut do 5 sekund dla każdego zadania. Skracając ten czas, zwiększamy użycie drukarki, a eliminując błędy, zmniejszamy iteracje. Zastosowanie AI zmniejsza złożoność tradycyjnie ręcznego procesu i przynosi lepsze wyniki.

Optymalizacja obejmuje również analizę drukowalności, zwaną także oceną części przed drukowaniem. Firma AMFG zawarła funkcjonalność w swoim pakiecie oprogramowania, które gwarantuje, że produkowana część jest naprawdę odpowiednia do drukowania 3D, zarówno pod względem stabilności, kształtu, jak i odporności. Jest to szczególnie ważne dla firm, które chcą efektywnie współpracować z wytwarzaniem przyrostowym. Keyvan Karimi podsumowuje: „Chcemy wykorzystywać sztuczną inteligencję do ulepszania naszego oprogramowania, aby działy druku 3D mogły skutecznie kontrolować swoje procesy produkcyjne i gwarantować precyzję i jakość produkowanych części. Staje się to coraz ważniejsze, ponieważ przemysł kontynuuje przechodzenie na produkcję gotowych części . „

Jeśli istnieje wiele przykładów, a zalety są zróżnicowane, postawmy jednak pytanie o ryzyko związane z połączeniem sztucznej inteligencji i druku 3D: czy powinniśmy obawiać się związanych z nimi zagrożeń?

Czy sztuczna inteligencja i produkcja przyrostowa stanowią zagrożenie?

Każda nowa technologia niesie ze sobą swój udział w limitach i może wiązać się z pewnym ryzykiem. Sztuczna inteligencja i produkcja przyrostowa nie są wyjątkiem: tylko na rynku druku 3D mówimy o broni palnej drukowanej w 3D . A jeśli chodzi o sztuczną inteligencję, często słyszymy, że maszyny mogą przejąć kontrolę nad ludźmi. Jednak technologie 3D pozwalają dziś łatwo odtworzyć wiele obiektów. Jeśli włączymy do nich sztuczną inteligencję, nasza prywatność i bezpieczeństwo mogą zostać poważnie zagrożone w przyszłości. Możemy wziąć przykład psa Astro który został zaprojektowany przez druk 3D i ma mózg oparty na sztucznej inteligencji: jego decyzje są oparte na wpływach środowiska. Co się stanie, jeśli te wybory wykroczą poza ludzką wyobraźnię? Co jeśli stracimy kontrolę nad takim robotem? Czy powinniśmy obawiać się niebezpieczeństwa obu technologii?

Pies Astro został wydrukowany w 3D i może się poruszać dzięki AI

Eiton Yona z Printsyst dodaje do tego, że sztuczna inteligencja upraszcza stosowanie wytwarzania przyrostowego, dzięki czemu zrozumienie technologii nie jest już konieczne. Mówi: „  Możesz wydrukować broń z jednej strony, a ludzkie kości z drugiej . „

Nie patrz, jak szklanka jest w połowie pusta: sztuczna inteligencja i druk 3D mają przed sobą świetlaną przyszłość! Keyvan Karimi z AMFG potwierdza to: „ Wierzymy, że sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe i inne technologie w Przemyśle 4.0 naprawdę mogą poprawić proces produkcyjny i pozwolić inżynierom i operatorom przejść mniej czasu na powtarzalne ręczne zadania i poświęcić więcej czasu na procesy o wartości dodanej. W rzeczywistości zarysowujemy powierzchnię tego, co jest możliwe dzięki tym technologiom. 

Sztuczna inteligencja i druk 3D: połączenie przyszłości?

Jesteśmy przekonani, że obie technologie będą odgrywać ważną rolę w nadchodzących latach, szczególnie w zastosowaniach przemysłowych. W przypadku Eints Yona z Printsyst sztuczna inteligencja i drukowanie 3D są bardziej powiązane, niż nam się wydaje: „  Obecnie produkcja przyrostowa wymaga dużej wiedzy specjalistycznej do produkcji części. AI przyjmie ważne zasady w przepływie pracy drukowania 3D. Szybsze i inteligentniejsze algorytmy zmniejszą ręczny proces wykonywany przez ludzi. AI umożliwi wtedy dostęp do dużych zbiorów danych w celu lepszego zarządzania technologiami 3D . „

sztuczna inteligencja i druk 3D

Rozwiązanie opracowane przez AI Build pozwala na korygowanie błędów drukowania w czasie rzeczywistym (fot. Autor: AI Build)

Na razie ta kombinacja jest w powijakach i już odczuwamy ważny potencjał: kilka przytoczonych przykładów pokazuje dobrze, w jaki sposób AI i drukowanie 3D stymulują innowacje, zwiększają wydajność produkcji i dają firmom przewagę konkurencyjną. Nie wiemy jeszcze, jak daleko zajdzie ta rewolucja, ale jedno jest pewne: jest to obiecujące.

Źródło: https://www.3dnatives.com/