理论教育 3D打印技术在人工智能时代的应用

3D打印技术在人工智能时代的应用

时间:2023-08-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:3D打印或增材制造处于第四次工业革命制造业的最前沿。将CAD文件放在计算机上后,用户将其加载到3D打印软件中并设置规格。目前,AI被广泛应用于3D打印,以支持智能、高效、高质量、大规模定制和以服务为导向的生产过程。此外,3D打印可以针对各种身形进行个性化定制。接下来的五年中,3D打印将主导零配件业务,通过机器学习预测性维护实现。

3D打印技术在人工智能时代的应用

想象一下,只要按一下按钮,就可以创建任何你想要的东西——房屋、时装、甚至飞机。3D打印或增材制造处于第四次工业革命制造业的最前沿。3D打印可用于任何事物,包括医疗设备、时装、建筑、食品、机械、航空化学工业教育等。传统上,制成品是通过原材料转换来创建的,而3D打印则是逐层构建产品。简而言之,该过程是:将数字文件中的数据发送到打印机,进行打印,清除构建单元,然后重复进行,从而可以使用数字文件创建和复制三维实体。第一步,使用计算机辅助设计(CAD)文件对对象进行虚拟设计。用户可以使用计算机程序从头开始创建CAD文件,也可以将现有的三维对象扫描到应用程序中。将CAD文件放在计算机上后,用户将其加载到3D打印软件中并设置规格。然后将对象以电子方式渲染为数千个2D层。用户将修改后的电子文件上传到3D打印机,由3D打印机解读这些2D层并逐层依次打印对象。各种材料都可以用于3D打印,例如聚合物、树脂、贵金属、生物可吸收材料和纳米材料,并且随着3D打印的成本日益降低,该技术及其附带材料将在公众中得到更加广泛的传播。

尽管3D打印具有革命性和创新性,但它不是主流,因为存在诸如时间消耗、实时控制不足和潜在的安全隐患之类的限制,而AI可以给出解决方案。目前,AI被广泛应用于3D打印,以支持智能、高效、高质量、大规模定制和以服务为导向的生产过程。想达到可接受的打印精度水平,必须监控多个复杂变量。一直以来,想寻找有效方法保持晶格格位或设计适当支撑结构的尝试都徒以失败告终,而机器学习在预制阶段就可以生成设计并进行测试,解决了此类问题,不仅提高了打印效率也能节省成本。研究表明,在未来几年内,AI可以提供实时的构建控制和预测性维护。

在时装设计领域,3D打印比传统方法更具优势。时装设计师能把挑战性的设计概念变为现实,从而拓展设计领域。设计人员不需要特定模具就可实现复杂的几何形状和结构。此外,3D打印可以针对各种身形进行个性化定制。2015年,巴黎时装周的香奈尔专场活动中,卡尔·拉格斐(Karl Lagerfeld)展示了香奈儿的“经典之作”——香奈尔套装一的3D打印版。3D打印也为打破漫威纪录的热卖大片《黑豹》(Black Panther)服务,其独特而复杂的非裔未来派服装设计即由3D打印完成。(www.daowen.com)

3D打印机的兴起给各个领域带来了挑战。对于奢侈品行业尤其是时装行业而言,一些专家已预见到,未来的某一天,公众可在店内或家里打印出定制的服装。接下来的五年中,3D打印将主导零配件业务,通过机器学习预测性维护实现。预测性维护模型能准确预测特定零件或设备的剩余寿命。在预定的更换时间到来之际,机器学习会根据数据主动识别性能状况。采用该技术的制造商将预知零件何时会有故障,3D打印在故障发生之前会主动打印替换零件并送货上门,从而大大减少备件成本和交付时间,提高客户满意度。

企业通过大规模定制获得为客户提供独特体验的良机。但最重要的是,企业将拥有一个特权平台来收集有价值的消费者数据。公司使用3D打印时,也能访问未破解过的新信息库。这些信息让公司能实时跟踪趋势与消费者喜好,从而增强营销力度。

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