2020年8月6日,来自密(mì)歇根(gēn)理工大学(xué)的两位研究人员Joshua Pearce博士和Aliaksei Petsiuk开发(fā)了一种(zhǒng)开源的、基(jī)于计算(suàn)机视觉的软件算法,能够检(jiǎn)测和纠正打(dǎ)印故(gù)障。只需利用指向打印(yìn)平台的单个摄像(xiàng)头,该代码就能逐层跟踪出现在打印部件外部或内部的任何错误。然后,它能(néng)够(gòu)生成(chéng)任何它认为必要的打(dǎ)印操作,以(yǐ)提高可(kě)靠(kào)性和成功率。该算法专注于FFF,最(zuì)终目的是(shì)为了节省时间和丝材。
它(tā)是如何工作的?

这个方法相当巧妙。一个视(shì)觉标(biāo)记(jì)板被放置在打印(yìn)床(chuáng)的(de)顶部,在任何挤出发生(shēng)之前(qián),准确地指出模(mó)型将被打印的位置。这样做的效果是将STL文件的数字坐标(biāo)映射到构建室(shì)中(zhōng)相应的真(zhēn)实世(shì)界坐(zuò)标(biāo)。在现(xiàn)实(shí)空间中生(shēng)成模型的数(shù)字3D副本(类似(sì)于AR),作为(wéi)以后(hòu)比较的参考点。
一旦打(dǎ)印机设置好并准备(bèi)就绪,代码的比较部(bù)分就会启动(dòng)。模型的每一层,在(zài)打印(yìn)时(shí),都(dōu)会与数(shù)字副(fù)本(běn)中(zhōng)的一个分(fèn)析投(tóu)影(yǐng)平面进行比较。这个投影平面会根据层(céng)高和层数进行移动,跟踪喷(pēn)嘴的每一(yī)步(bù)位置。
使(shǐ)用一套(tào)广泛的高数值图像处理(lǐ)技术,该算(suàn)法(fǎ)能够根据(jù)来自相(xiàng)机的图(tú)像和STL文件的已知参数分割出有(yǒu)意义的轮(lún)廓(kuò)和纹理斑块。任何(hé)出(chū)现在外壳和填(tián)充物上的伪影都会被指出,相关的打印参数(shù)也(yě)会被自动(dòng)修(xiū)正。打印完(wán)成后,用户会得到一组在整(zhěng)个打印(yìn)过程中拍摄的分层图像。这样就可(kě)以为(wéi)以后的运(yùn)行(háng)做(zuò)进一步的体(tǐ)积分析。
在(zài)使(shǐ)用PLA丝材的delta RepRap 3D打(dǎ)印(yìn)机上进行的(de)初步(bù)测试已经(jīng)获(huò)得了(le)一些可喜的结果,尽管这项(xiàng)工作仍处于(yú)早期阶段。该算法能够稳定(dìng)地(dì)检(jiǎn)测出因挤(jǐ)出不足或过度挤出造成的故障,但故(gù)障纠正机制仍(réng)需完(wán)善(shàn)。就目前而言,研究人员认(rèn)为该工(gōng)作是一种智(zhì)能打印(yìn)外(wài)挂(guà)工具,但预计在(zài)不久的(de)将来,将(jiāng)扩展到一个完(wán)整的故障校(xiào)正算法。
AI在3D打印中的(de)应用
计(jì)算机视(shì)觉(jiào)只是(shì)人工智(zhì)能的一个子领(lǐng)域,这个庞大的领域(yù)在过去几年里已经悄(qiāo)悄地进入了3D打印领域(yù)。就在上个(gè)月(yuè),人工智能专家(jiā)PrintSyst.ai推出了(le)专门针对3D打(dǎ)印过(guò)程(chéng)的全新(xīn)专有(yǒu)人(rén)工智能引擎--3DP AI-Perfecter。这是(shì)一款打印前(qián)评(píng)估工具,旨在(zài)通(tōng)过不(bú)断完善的ML算法(fǎ)帮助(zhù)航空航天、国防和汽车专业人士提高打印成功(gōng)率。
此前,在4月份(fèn),软件工程(chéng)师Kenneth Jiang发布了自己的开源打印失(shī)败检测工(gōng)具,巧(qiǎo)妙地命名为(wéi)Spaghetti Detective。这款人(rén)工智能软件利用打印机或家用电脑(nǎo)的网络摄像头来检测打(dǎ)印作业(yè)何时出了问(wèn)题,并(bìng)开始挤(jǐ)出(chū)稀薄(báo)的空气,产(chǎn)生很(hěn)多人所(suǒ)说(shuō)的 “意大利(lì)面条”。侦探(tàn)会中(zhōng)断这个(gè)过程,并通过电子邮件或短信向用户发出警(jǐng)报(bào)。