AI賦能3D打印質(zhì)量控制，Sigma Lab過程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將兼容聚合物SLS

導(dǎo)讀：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及AI技術(shù)的不斷發(fā)展，很多產(chǎn)業(yè)因?yàn)檫@些先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)開始發(fā)生天翻地覆的變化。3D打印產(chǎn)業(yè)作為非常前沿的技術(shù)應(yīng)用，在與AI技術(shù)結(jié)合后，可以說會(huì)讓3D打印的質(zhì)量、效率和安全性產(chǎn)生極大的提升，而這也將會(huì)成為新一輪制造業(yè)革命的趨勢(shì)所指。

2021年12月26日，南極熊獲悉，SigmaLab宣布首次為聚合物3D打印機(jī)提供其PrintRite3D過程中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該公司的質(zhì)量控制平臺(tái)以前只與金屬打印機(jī)器兼容，允許用戶收集和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，作為識(shí)別和避免制造異常的一種手段�，F(xiàn)在該系統(tǒng)也可用于聚合物選擇性激光燒結(jié)（SLS）系統(tǒng)，Sigma Lab的首席執(zhí)行官M(fèi)ark Ruport說，它可以在比以前更大的范圍內(nèi)應(yīng)用。

Ruport說："PrintRite3D現(xiàn)在提供了一種一致的方式來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來自不同制造商的3D打印機(jī)的生產(chǎn)情況，支持不同的工藝，現(xiàn)在還有多種類型的材料。這一突破將使全球大型制造商能夠管理內(nèi)部、合同制造商以及整個(gè)供應(yīng)鏈制造的零件的質(zhì)量和一致性。"

△PrintRite3D現(xiàn)在可用于監(jiān)測(cè)聚合物SLS以及金屬3D打印。照片來自SigmaLab

規(guī)模化生產(chǎn)的質(zhì)量控制

PrintRite3D由硬件和軟件跟蹤模塊組成，是Sigma Labs的主要產(chǎn)品。作為一個(gè)過程中的質(zhì)量保證或 "IPQA"系統(tǒng)，該平臺(tái)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集與關(guān)鍵分析相結(jié)合，以發(fā)現(xiàn)零件缺陷，然后使用機(jī)器學(xué)習(xí)（AI）來繪制這些缺陷的生成過程。

這樣一來，該系統(tǒng)不僅能讓用戶避免失敗的打印，提高他們的零件產(chǎn)量，還能創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品認(rèn)證框架，滿足終端用戶和標(biāo)準(zhǔn)組織的需求。PrintRite3D還具有平臺(tái)獨(dú)立性，因此它可以在任何第三方定向能沉積（DED）系統(tǒng)上使用，并可改裝擴(kuò)展到現(xiàn)有的雙激光和四激光設(shè)置。

今年早些時(shí)候，Sigma Lab透露，它已與DMG MORI簽訂合同，以其技術(shù)為基礎(chǔ)，為該公司的LASERTEC SLM機(jī)器建立一個(gè)熔池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此外，洛克希德-馬丁公司也公布了將PrintRite3D部署在各種國(guó)防和民用航空項(xiàng)目中的計(jì)劃。

然而，盡管其平臺(tái)在這些技術(shù)先進(jìn)的行業(yè)內(nèi)不斷被采用，但與一些3D打印軟件同行相比，Sigma Labs的收入仍然很低，它在2021年第三季度的收入僅為70萬美元，因此它將PrintRite3D引入聚合物生產(chǎn)的決定可以被看作是擴(kuò)大其市場(chǎng)基礎(chǔ)的一個(gè)舉措。

△SigmaLab繼續(xù)尋求其PrintRite3D技術(shù)的新應(yīng)用。圖片來自SigmaLab。

SigmaLab的SLS機(jī)會(huì)？

據(jù)SigmaLab稱，SLS是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，在受管制行業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)用越來越多。為了使該技術(shù)滿足日益增長(zhǎng)的工作流程需求，同時(shí)滿足不斷提高的產(chǎn)品質(zhì)量要求，Sigma更新了PrintRite3D系統(tǒng)，使其與SLS兼容。

實(shí)際上，SigmaLab已經(jīng)通過調(diào)整其平臺(tái)的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，因此它能夠以一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)聚合物打印的方式來分析SLS輻射的特征，并為原始設(shè)備制造商提供快速識(shí)別缺陷和交付具有更多有質(zhì)量保證的部件的能力。

Sigma Lab在引用咨詢公司AMPOWER的研究報(bào)告中說道，工業(yè)聚合物市場(chǎng)的規(guī)模大約是其金屬同行的2.5倍，其中35%的系統(tǒng)在美國(guó)銷售。因此，該公司認(rèn)為聚合物3D打印是一個(gè)有利可圖的潛在領(lǐng)域，特別是考慮到AMPOWER發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在醫(yī)療保健、航空和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用正在增長(zhǎng)。

盡管Ruport說目前很難實(shí)現(xiàn)量化級(jí)生產(chǎn)的市場(chǎng)規(guī)模，但Sigma Lab已經(jīng)從SLS客戶那里獲得了兩個(gè)PrintRite3D訂單，他將其稱為進(jìn)入聚合物市場(chǎng)的跨越性一步，這表明3D打印部件的質(zhì)量和一致性需要得到保證。

△橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等研究人員已經(jīng)開發(fā)了自己的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)算法。圖片來自Luke Scime/ORNL。

以AI為動(dòng)力的質(zhì)量控制

近年來，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)質(zhì)量控制系統(tǒng)的興起是3D打印行業(yè)的一個(gè)特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冮_始為制造商提供一種擴(kuò)大規(guī)模的手段，同時(shí)避免昂貴的產(chǎn)品缺陷。Authentise公司憑借其制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），為PrintRite3D提供了一個(gè)替代方案，自去年以來，該系統(tǒng)具有Addiguru原位監(jiān)測(cè)功能。

在橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，研究人員還開發(fā)了一種新型的人工智能驅(qū)動(dòng)的金屬3D打印監(jiān)控軟件。這套算法被稱為 "Peregrine"，經(jīng)過編程，它會(huì)以一種具有成本效益的方式跟蹤零件的生產(chǎn)過程。該團(tuán)隊(duì)表示隨著進(jìn)一步的研發(fā)，它甚至可以被用作自我糾正機(jī)器的質(zhì)量控制方法。

在材料噴射領(lǐng)域，勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了一個(gè)獨(dú)特的3D打印診斷工具。工程師們的方法是作為高速攝像監(jiān)測(cè)的廉價(jià)替代品，他們專注于每次優(yōu)化一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，以使他們能夠在生產(chǎn)過程中保證零件質(zhì)量。