2020年8月6日,来自密歇(xiē)根(gēn)理(lǐ)工大学的两位研(yán)究人员Joshua Pearce博士和Aliaksei Petsiuk开发了一种开源的、基(jī)于计(jì)算机(jī)视觉(jiào)的软件算(suàn)法,能够检测和纠正打印故障。只需利用指向打印平台的单个摄像头,该代码(mǎ)就能(néng)逐层跟(gēn)踪(zōng)出现在打印部件(jiàn)外部或内部的任何错误。然(rán)后,它能(néng)够生(shēng)成任何它认为必要的打印操作,以提高可靠性和(hé)成功率。该算法专注于FFF,最(zuì)终目的是为了节省时间和丝材。
它是如何工作的?

这(zhè)个方法相当(dāng)巧妙。一(yī)个视觉(jiào)标(biāo)记板被放置在打印(yìn)床的顶部,在任(rèn)何(hé)挤出发生之前,准确地指出模型将被打印的位置。这样做的效果是将STL文件的(de)数(shù)字坐标映射到(dào)构(gòu)建室中(zhōng)相(xiàng)应的真实世界坐(zuò)标。在现实空(kōng)间中(zhōng)生成模型的(de)数字3D副本(类似于AR),作为(wéi)以后比较的参考点。
一旦打印机设置好并准(zhǔn)备就(jiù)绪(xù),代码的比较部分(fèn)就会启动。模型的每一层,在打印(yìn)时,都会与数(shù)字副(fù)本中的(de)一个分析(xī)投影平面进行比较。这个投影平(píng)面会(huì)根据(jù)层高(gāo)和层数进行移动,跟(gēn)踪喷嘴的每(měi)一步位置。
使(shǐ)用一套广泛(fàn)的高数值图像处理技术,该(gāi)算法(fǎ)能够(gòu)根据(jù)来自相机的图像和STL文件(jiàn)的已知(zhī)参数分割出有(yǒu)意(yì)义的轮廓(kuò)和纹理斑块。任(rèn)何出现(xiàn)在外壳和填充物上(shàng)的伪影都会被指出,相(xiàng)关的打印参数也会被自动(dòng)修正(zhèng)。打印完成后,用(yòng)户会得(dé)到(dào)一组(zǔ)在整个(gè)打印过程中拍(pāi)摄的分层图像。这(zhè)样就(jiù)可以为以后的(de)运行做进一步的体积分(fèn)析。
在使用PLA丝材的(de)delta RepRap 3D打印机上(shàng)进(jìn)行的初步测试已经获得了一些可喜的结果,尽管这项(xiàng)工作仍(réng)处于早(zǎo)期阶段。该算法能够稳定地检测出因挤(jǐ)出(chū)不足或过度挤出(chū)造成的故(gù)障,但故障纠正机制(zhì)仍需完善。就目前而言,研究人员认为该工(gōng)作是一种智能打(dǎ)印外挂工具,但预计在不久(jiǔ)的将来,将扩(kuò)展到一个(gè)完整的故障校(xiào)正算法。
AI在(zài)3D打印中的应用
计算机视觉只是人工智能的(de)一(yī)个子领域,这个庞大的领域在(zài)过去几年(nián)里已经悄悄地进入了3D打印领域。就(jiù)在(zài)上个(gè)月,人工智能(néng)专家PrintSyst.ai推出了专门针对3D打印过程(chéng)的(de)全新专(zhuān)有(yǒu)人工智能引(yǐn)擎--3DP AI-Perfecter。这是一款打(dǎ)印前(qián)评估工具(jù),旨在通过不断(duàn)完(wán)善的(de)ML算法帮助(zhù)航空航天(tiān)、国防和(hé)汽车专业人(rén)士提高打印成功(gōng)率。
此前(qián),在4月份(fèn),软件工程(chéng)师Kenneth Jiang发布了自(zì)己的(de)开源打印失败检测工具,巧(qiǎo)妙地命名为Spaghetti Detective。这(zhè)款(kuǎn)人工智能软(ruǎn)件利用打印机或家用电脑的(de)网(wǎng)络摄像头来检测打印(yìn)作业何时出了问题,并开始挤出稀薄的空气(qì),产生(shēng)很多(duō)人所说的(de) “意大(dà)利面条”。侦探会中断这个过程,并通过电子邮件或短(duǎn)信向用户发出警报。