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彩色3D打印的速度限制

發(fā)布時(shí)間：2022-07-30 16:52:57瀏覽：6998點(diǎn)贊：

查爾斯大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形小組(CGG) 的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 的技術(shù)

，可以幫助釋放高保真彩色

3D打印的潛力

。通過(guò)不斷模擬打印過(guò)程，該團(tuán)隊(duì)成功地訓(xùn)練了一種算法

，以迭代地找到限制顏色滲色和提高零件精度的最佳參數(shù)

。該程序也非常高效，只需要一個(gè) GPU

，使其比類似的 AI 方法快 300 倍，同時(shí)將打印準(zhǔn)備時(shí)間從幾十小時(shí)減少到幾分鐘

。

使用團(tuán)隊(duì)的新機(jī)器學(xué)習(xí)軟件創(chuàng)建的三色3D 打印模型

。圖片來(lái)自查爾斯大學(xué)

。

彩色3D打印的速度限制

目前

，許多材料噴射(MJ) 3D 打印機(jī)能夠生產(chǎn)具有復(fù)雜顏色變化的零件，因此它們通常用于重建高度詳細(xì)的人工制品和手術(shù)模型。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)

，傳統(tǒng)的 MJ 系統(tǒng)使用紫外線來(lái)精確固化不同的半透明基色樹(shù)脂混合物

，這種減法混合過(guò)程為它們提供了相當(dāng)廣泛的調(diào)色板。

使用“蒙特卡羅”預(yù)測(cè)模型開(kāi)發(fā)的合成數(shù)據(jù)集示例

。圖片來(lái)自查爾斯大學(xué)

。

另一種光散射模型

傳統(tǒng)上，預(yù)測(cè)紫外線傳播的方向涉及使用所謂的“蒙特卡羅”（MC）模擬模型

。盡管此類方法通常很有效

，但它們可能需要數(shù)小時(shí)才能完成

，即使使用高端系統(tǒng)來(lái)生產(chǎn)非常小的物體

，也會(huì)造成瓶頸，從而阻止復(fù)雜彩色零件的可擴(kuò)展生產(chǎn)

。為了解決這個(gè)問(wèn)題

，研究人員采用了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，在該方法中

，他們使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬減少樣本數(shù)量的產(chǎn)生

，但代價(jià)是結(jié)果差異更大。盡管該團(tuán)隊(duì)的改進(jìn)循環(huán)導(dǎo)致了一些較低質(zhì)量的預(yù)測(cè)

，但對(duì)參考對(duì)象進(jìn)行建模只需要 30 個(gè)小時(shí)

，遠(yuǎn)少于 MC 驅(qū)動(dòng)軟件預(yù)計(jì)的 3,000 多個(gè)小時(shí)。

研究人員在他們的論文中總結(jié)道：“[我們的] 3D 打印管道在質(zhì)量上與以前的工作相匹配

，同時(shí)通?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？?100 到 300 倍。盡管任何數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的通用性有限

，但該網(wǎng)絡(luò)可以很好地泛化到看不見(jiàn)的幾何形狀和材料值

。這種穩(wěn)健性為我們的實(shí)際部署提供了解決方案?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！?/span>

機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的AM 優(yōu)化

僅在過(guò)去的12 個(gè)月中，ML 算法就發(fā)現(xiàn)了廣泛的 3D 打印應(yīng)用

。就在去年

，數(shù)據(jù)專家 Senvol 與美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室簽約，使用其專有的 ML 軟件作為開(kāi)發(fā)靈活計(jì)劃的一種手段

，以對(duì) 3D 打印導(dǎo)彈部件進(jìn)行合格評(píng)定

。在其他地方，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的研究人員使用實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的 3D 打印缺陷檢測(cè)

。具體來(lái)說(shuō)

，科學(xué)家們已經(jīng)能夠?qū)⒘慵臒釟v史與激光粉末床融合過(guò)程中亞表面缺陷的形成相關(guān)聯(lián)

。

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