供稿人：池欣蕓、田小永 供稿單位：西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室 發(fā)布日期：2022-03-12
隨著3D打印的日漸普及，其幾乎應用于現(xiàn)代科學技術的所有領域：從建筑和設計，到生物醫(yī)學和航空航天。增材制造設計的復雜性與眾多因素相互依存，為進一步優(yōu)化精度及提高效率，打印過程的控制等值得探索思考。彼爾姆國立科研理工大學自動化系的研究人員提出可通過引入視覺反饋來實現(xiàn)工藝過程控制，如圖1所示，Haar特征的引入使得打印系統(tǒng)能更好地預防噴頭與打印件碰撞，從而有效提高打印成功率[1]。
圖1.應用于3D打印系統(tǒng)中的計算機模式識別 (Haar特征) [1]
與此同時，增材制造技術與機器人以及人工智能領域的結合也獲得了廣泛關注。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)有機器人輔助制造的核心是靈活性、適應性和效率。3D打印是機器人輔助制造的關鍵工具，該技術使得制造業(yè)不在受材料以及固定形狀的限制，從而生產出更加具備個人定制元素的產品。美國密歇根大學機器人所認為將輔助機器人系統(tǒng)與3D打印相結合，未來的工程師將不再需要從一塊固定的材料開始，而可以組合材料來創(chuàng)造特定的功能。密歇根大學初創(chuàng)的公司S3D Precision正在推廣一項智能制造的打印技術，該技術可以在5毫米至50納米的分辨率范圍內，在多種類型的表面上打印傳感器、驅動器和電子器件，從而實現(xiàn)多材料的智能打印[2]。除此之外，密歇根大學的機器人所研究人員將人類視為智能制造業(yè)的永久組成部分，因而有關未來世界人與機器在智能制造系統(tǒng)中如何協(xié)作的思考至關重要；如圖2所示，他們提出機電一體化3D打印制造系統(tǒng)與迭代學習控制結合，并提出數據分析與機器學習將極大地助力智能制造系統(tǒng)做出更好、更快的決策[3]。
圖2.密歇根大學機電一體化3D打印制造系統(tǒng)的設計示意圖[3]
人工智能對于增材制造發(fā)展的重要性不言而喻, 如何打開增材制造構建人工智能的正確方法現(xiàn)階段還無法給出一個確切的答案——汽車、服裝和醫(yī)療設備等日常生活中任意一個產品都可能成為上述兩種技術協(xié)作完成的下一個產出；科研之創(chuàng)新是人類探索的贊歌，以包容之心態(tài)，主動求索之精神，我們拭目以待。