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3D新聞

3D打印材料鑒定能力很強(qiáng)大, 機(jī)器學(xué)習(xí)軟件獲美國空軍認(rèn)可

星之球科技 來源:南極熊3D打印網(wǎng)2022-02-27 我要評論(0 )   

導(dǎo)讀:通常來講,要想認(rèn)定一款3D打印材料實(shí)用性能的優(yōu)劣與否,往往需要經(jīng)歷漫長的應(yīng)用效果評估和豐富的數(shù)據(jù)積累才能確定,而如今,機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)正在極大地縮短這一過程...

導(dǎo)讀:通常來講,要想認(rèn)定一款3D打印材料實(shí)用性能的優(yōu)劣與否,往往需要經(jīng)歷漫長的應(yīng)用效果評估和豐富的數(shù)據(jù)積累才能確定,而如今,機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)正在極大地縮短這一過程。南極熊認(rèn)為,如果該項(xiàng)技術(shù)成熟化,甚至可以淘汰的傳統(tǒng)“材料試錯法”。

2022年2月22日,南極熊獲悉,增材制造數(shù)據(jù)專家Senvol展示了其機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)技術(shù)如何被用來加速新型航空3D打印材料的鑒定進(jìn)程。

根據(jù)美國3D打印加速器AmericaMakes簽發(fā)的合同,該公司已經(jīng)部署了Senvol ML軟件,以便加快確定材料的研發(fā)過程是否經(jīng)濟(jì)。該項(xiàng)目由美國空軍(USAF)資助,它被認(rèn)為是生產(chǎn)新一代耐用輕質(zhì)部件的關(guān)鍵,可用于航空航天和商業(yè)領(lǐng)域。

NAVAIR的退休首席科學(xué)家和項(xiàng)目參與者William E. Frazier博士說:"我曾參與過幾個增材制造工藝和材料的飛行鑒定,在我看來,這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將對國防部(DoD)和商業(yè)平臺的成本、進(jìn)度和性能產(chǎn)生積極影響。Senvol公司的Mil-enabled方法直接解決了一個主要的行業(yè)挑戰(zhàn):更快速的、具有成本效益的3D打印材料的開發(fā)。"

△美國空軍正在使用Senvol的AM軟件來優(yōu)化EOS 3D打印機(jī)的設(shè)置,以生產(chǎn)航空零件。圖片來自美國空軍的Mikayla Heineck。

Senvol ML的軍事潛力

實(shí)際上,Senvol ML是一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟件,可以用來分析3D打印參數(shù)和材料的最終性能之間的關(guān)系。該程序不受任何一種技術(shù)的束縛,與所有已知的AM工藝兼容,使用戶能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)機(jī)械性能,為其系統(tǒng)或材料生成一套參數(shù)。

Senvol ML的預(yù)測能力主要?dú)w功于其模塊化的綜合計(jì)算材料工程或 "ICME "框架。分為四個模塊,這個ICME對收集到的參數(shù)、材料屬性、工藝特征和機(jī)械性能的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行量化,以生成任何結(jié)果部件將如何以快速的速度表現(xiàn)的預(yù)測。

在這樣做的過程中,Senvol ML為航空航天、國防、消費(fèi)、醫(yī)療、汽車和石油天然氣領(lǐng)域的采用者提供了重要的質(zhì)量保證工具,而且該技術(shù)現(xiàn)在也越來越多地在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用。僅僅從2020年開始,Senvol就利用其軟件幫助打印大型航空零件,并開發(fā)了一個導(dǎo)彈鑒定工作流程,同時獲得了國防部的進(jìn)一步研發(fā)資金。

Senvol公司總裁ZachSimkin說:"Senvol公司的數(shù)據(jù)驅(qū)動的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)有可能大幅降低開發(fā)可使用材料的成本。通過展示一種全新的、明顯更有效的、可量化的開發(fā)方法,Senvol向美國空軍、美國制造成員以及整個增材制造行業(yè)證明了它的巨大價值。"

△來自SenvolML的分析實(shí)例 - 不銹鋼粉末和激光粉末床融合。圖片來自Senvol。

材料分析技術(shù)的發(fā)展

森沃爾的"美國制造"研究項(xiàng)目是圍繞著確定材料的"性能允許值"的過程。也被稱為 "設(shè)計(jì)允許值",這些值基本上代表了統(tǒng)計(jì)學(xué)上確定的材料所需的最低耐久性能,以使它們在特別苛刻的應(yīng)用中可行。

具體而言,該項(xiàng)目要求展示Senvol ML軟件的機(jī)器學(xué)習(xí)算法如何加速這一過程,同時減少通常需要的大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),這可能是3D打印更廣泛的軍事部署的一個障礙。

美國制造的技術(shù)總監(jiān)Brandon Ribic博士解釋說:"增材制造是一種現(xiàn)代化和數(shù)字化的制造方法,具有快速的可定制加工。繼續(xù)使用傳統(tǒng)的材料試錯方法,是制約增材制造更廣泛的材料和工藝選擇和能力的瓶頸。"

據(jù)Ribic說,Senvol公司通過開發(fā)一種數(shù)據(jù)分析驅(qū)動的鑒定方法,成功地克服了這一瓶頸,以一種非常強(qiáng)大的方式展示了其軟件的能力。事實(shí)上,通過與諾斯羅普-格魯曼公司、美國國家航空研究所(NIAR)、Stratasys直接制造公司和Pilgrim咨詢公司合作,據(jù)說該公司能夠確定經(jīng)證實(shí)的材料特性,同時優(yōu)化其數(shù)據(jù)生成要求。

盡管Senvol公司在該項(xiàng)目中集中精力尋找通過粉末床熔融機(jī)加工的阻燃尼龍11的特性允許值,但它說它的方法可以應(yīng)用于"任何AM工藝、機(jī)器和材料",以便比傳統(tǒng)方法更快速、更經(jīng)濟(jì)、更準(zhǔn)確地確定其參數(shù)。

Simkin總結(jié)說:"這個美國制造計(jì)劃的結(jié)果是令人難以置信的成功。此外,我們還確定了其他幾個機(jī)會領(lǐng)域,以深入研究機(jī)器學(xué)習(xí)能力,解決這個行業(yè)的關(guān)鍵需求。我們期待著繼續(xù)與業(yè)界合作,推進(jìn)這一前沿領(lǐng)域的發(fā)展。"

△Alchemite軟件界面。圖片來自Intellegens

一種新的鑒定方法?

與傳統(tǒng)的材料“試錯”鑒定方法相比,基于機(jī)器學(xué)習(xí)的算法提供了一種消除失敗打印品背后的人為錯誤的手段。盡管許多這樣的程序仍處于實(shí)驗(yàn)階段,但由Senvol ML和Intellegens等公司開發(fā)的軟件的好處,現(xiàn)在已經(jīng)開始進(jìn)入工廠車間。

就在去年,后者與謝菲爾德大學(xué)的AMRC和波音公司合作,提出了一種新的優(yōu)化的3D打印航空航天零件的方法。利用該公司自己的Alchemite ML平臺,該項(xiàng)目旨在加強(qiáng)粉末床融合工藝,以確保比以前更快、更便宜、用更多的材料生產(chǎn)部件。

同樣,麻省理工學(xué)院(MIT)的工程師們也開發(fā)了一種開源的ML算法,旨在幫助更多的人加快識別3D可打印材料的過程。在他們的 "AutoOED "軟件中,該團(tuán)隊(duì)的程序能夠自動識別具有所需品質(zhì)的可行材料,如韌性、剛度和強(qiáng)度。

△一批單位正在招聘3D打印博士、碩士人才

https://www.nanjixiong.com/forum-47-1.html


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