【CPP114】訊：在金屬3D打印領(lǐng)域，以粘結(jié)劑噴射和材料擠出工藝為代表的間接金屬3D打印技術(shù)獲得了業(yè)界的關(guān)注。這兩種間接金屬3D打印工藝都是首先打印出金屬零件生胚，然后再經(jīng)過(guò)脫脂燒結(jié)過(guò)程制造成金屬零件。間接3D打印與粉末床直接金屬3D打印工藝的區(qū)別在于，3D打印過(guò)程中不存在高溫處理，熱過(guò)程被轉(zhuǎn)移到了燒結(jié)步驟，在燒結(jié)過(guò)程中如何控制熱梯度和應(yīng)力導(dǎo)致的部件翹曲和損壞仍是間接金屬3D打印技術(shù)存在的挑戰(zhàn)之一。

  2016年Markforged 公司推出了基于材料擠出工藝的金屬3D打印設(shè)備，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)用于打印金屬絲材的時(shí)候有一個(gè)業(yè)界公認(rèn)的痛點(diǎn)那就是變形與收縮的控制挑戰(zhàn)。Markforged 針對(duì)這一痛點(diǎn)進(jìn)行了研發(fā)投入。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，Markforged 在年底前將要推出的人工智能軟件-Blacksmith，是該公司在變形與收縮的控制領(lǐng)域所取得的新成果。本期，3D科學(xué)谷就與谷友共同了解一下這款軟件所起到的作用。

  “Blacksmith”軟件試圖通過(guò)將其打印機(jī)連接到計(jì)量設(shè)備（此處用來(lái)掃描12毫米扳手）來(lái)了解和糾正在燒結(jié)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的零件幾何形狀變化。

  由算法驅(qū)動(dòng)復(fù)雜迭代過(guò)程

  糾正燒結(jié)中發(fā)生的幾何形狀變化

  Markforged 的“Blacksmith”軟件為自適應(yīng)制造的人工智能驅(qū)動(dòng)軟件解決方案，該過(guò)程需要適應(yīng)影響零件的設(shè)計(jì)、打印和后處理每個(gè)步驟中存在的多個(gè)變量，這些變量都會(huì)影響3D打印。

  “Blacksmith”軟件通過(guò)將Markforged的3D打印機(jī)連接到計(jì)量設(shè)備（如上圖，掃描的是12毫米的扳手）來(lái)了解和糾正在燒結(jié)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的零件幾何形狀變化。

  當(dāng)3D掃描將數(shù)據(jù)點(diǎn)映射到零件的原始CAD或STL文件時(shí)，兩者之間的偏差通常需要返回到原始文件進(jìn)行調(diào)整。如果這項(xiàng)工作由人工來(lái)完成，則是一項(xiàng)耗時(shí)且不精確的方式。而“Blacksmith”軟件的方式是在人工智能算法、設(shè)計(jì)工具和3D掃描數(shù)據(jù)之間建立循環(huán)，隨著時(shí)間和打印量的增加，將增強(qiáng)公司整個(gè)打印機(jī)的基礎(chǔ)能力。也就是說(shuō)，憑借人工智能強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力，當(dāng)同樣的零件或類似幾何形狀的零件被打印上百次后，一次打印就成功的可能性會(huì)更高。

  當(dāng)3D打印設(shè)備出現(xiàn)偏差或者整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)變量，系統(tǒng)可以發(fā)出警告或?qū)崟r(shí)進(jìn)行自我糾正。Markforged 3D打印機(jī)使用連接到每臺(tái)機(jī)器的打印頭的激光掃描儀來(lái)同時(shí)創(chuàng)建和檢查零件，然后將數(shù)據(jù)反饋到云中。隨著越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)將反饋共享到云中，這些數(shù)據(jù)將使自校正功能變得更快更準(zhǔn)。

  軟件中使用了預(yù)失真幾何的算法，考慮了預(yù)期的變形并抵消了變形，以產(chǎn)生預(yù)期的零件。