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科技引领未来:从人工智能看3D打印技术

星之球科技 来源:中关村在线2013-07-27 我要评论(0 )   

自2012年度至今,3D打印技术的火爆程度几乎正以成迅雷不及掩耳之势席卷全球,其受追捧程度也几乎向着白热化阶段发展。当前,3D打印的应用正在各个领域蔓延,在知道了这...

       自2012年度至今,3D打印技术的火爆程度几乎正以成迅雷不及掩耳之势席卷全球,其受追捧程度也几乎向着“白热化”阶段发展。当前,3D打印的应用正在各个领域蔓延,在知道了这项神奇的技术可以打印建筑物、汽车、人体器官、骨骼等东西之后,又有国外设计师利用3D打印技术打印出了自己设计的衣服、鞋子等,如果像这样利用扫描仪进行扫描之后,再通过CAD或其他3D智能数字化技术对扫描数据进行加工和修改,最后交给3D打印机进行智能控制并批量化生产,那么今后利用3D打印技术打印出“人工智能”将或许不再是梦,相信足以让“你和你的小伙伴们”都惊呆!

 

  ●“人工智能”真的来了?

  3D打印作为全球新一轮制造浪潮,正在越来越多的被众人所关注和接受。而如今,3D打印技术也已经悄无声息的融入到了大家的日常生活中,前几年震撼人心的电影《人工智能》如果你还记得,那么在今天或未来,将3D打印技术结合科技智能化的发展,会让“人工智能”真的实现也说不定。

 

  当很多人还在探讨3D打印技术否取可以代传统技术的时候,3D打印已经向我们给出了尚佳的答案。如今,包括快速成型、激光烧结或材料堆积在内的3D打印技术,已经在向着智能化的方向发展:包括3D设计软件和3D扫描(俗称3D照相)在内的3D智能数字化,从而成为了今后3D打印的核心。

 

  当前,很多3D打印制造商都是利用计算机来生成初始数字化的3D平面模型,如果今后可以利用3D智能数字化技术进行“大批量定制”的话,那么,制造周期将会缩短,效率也会得到很大提升,而与此同时,也将给商家带来极大的利润。

 

  在经过3D智能数字化之后,只需将所有的一切数据发给3D打印机,再对打印过程进行实时监控实现闭环控制,让这台3D打印机具有学习和控制的能力,到时候你就可以来坐等“见证奇迹”的时刻了。试想,如果3D打印可以实现这一切,那么这是否意味着,一直以来人们热衷的“人工智能”真的来了呢?

 

  ●3D智能化控制:让机器制造机器

  3D打印智能化一旦成熟会有多神奇?试想,你在亚马逊购买了一台3D打印机,如果这台3D打印机还拥有学习可控制的能力,那么用这台打印机打印出来的东西会不会成为一款智能产品?当然,以上猜想都有可能变为现实,当务之急就是要攻克一道道技术难题。据悉,当前3D打印技术的难点主要集中在设备和功能材料的制备、智能控制问题的解决、激光器/喷嘴等核心元部件的研制等方面。

 

  一直以来,材料被认为是局限3D打印发展的重要因素,但尽管如此,目前的3D打印机已经能够使用各式各样的新材料了,如液体、粉末、塑料丝、金属、沙子、纸张、甚至巧克力、人体干细胞等。因此,如果以上材料可以通过3D打印技术中的喷墨沉积、熔融沉积成形、激光烧结、立体光刻等工艺,那么,将3D数字模型变成玩具、零件或厨房用品、建筑、时尚衣服甚至是人体器官等实物,应该是应有尽有无所不能。目前,3D打印技术已经在很多基础研究领域,取得了突破性进展。当然仍有很大的发展空间,特别是像混合材料打印之类的复杂工艺问题,急需要解决,如果这个工艺技术得到解决,那么很多常用的多元结构部件就能利用3D打印机一次成型,将不再制造单个(不同材料)零件后再进行组装,这项突破将会是革命性的。

 

  同时,如果以上混合材料打印工艺成功解决,再通过智能感知设备,就可以让3D打印机来控制制造的行为,并监测产品的质量和强度,然后实现反馈调整的闭环控制,那将意味着这台3D打印机可以把人工智能从计算机拓展到现实世界,让机器制造机器的构想将得以实现。

 

  ●3D打印智能化带来无尽乐趣

  3D打印这一技术并非空横空出世,而是在经过了近30年的发展之后,才在近几年逐渐得到突破性进展,其高效创新等优势也很好地得到了凸显。诚然,任何新事物的出现都要遭受世人“不同思想的冲撞”,3D打印也逃不过此一劫。

 

  在3D打印几乎已火遍全球的今天,它带给人们的不仅仅是惊喜,更多地还是欢乐。当然,也有人对3D打印未来发展表示担忧,很多人都在质疑或各种的不看好,尽管如此,3D打印已经在用事实证明了其大有可观的前景,并开始改变着周围人们的生活甚至是思维方式。

 

  暂且不说像零件、建材、汽车飞机之类众所周的应用,3D打印还在更多的领域为人们带来了无限乐趣。自从3D打印的“大黄鸭”在香港备受港人热捧之后,近日就有商家用3D打印机打印出了“愤怒的小鸟”送给粉丝,没错!就是这个每天会花费掉全球用户2亿分钟时间的游戏卡通造型,它可爱的形象让无数男女老幼乐此不疲。

 

  据了解,这款“愤怒的小鸟”公仔是利用了中望3D软件进行前端三维建模设计绘制出来的,其灵活的自由曲面混合建模功能,让设计更精确,还支持直接输出到“3D打印机”(Print3D)的功能,可方便快捷地与3D打印机交互,快速打印,因此在使用中望3D绘制建模,并后期3D打印非常快速简便。

 

  ●3D打印:精确控制是大势所趋

  3D打印技术已然来势汹汹,其应用到领域之广几乎是传统技术所无法企及的。众所周知,传统制造的过程是将多余的材料去除掉,而保留需要的形状,这不仅费时费力还让更多的材料浪费掉,过程麻烦;而3D打印则是一种加层制造(ALM,Additive Layer Manufacturing),通过层层叠加积累出需要的造型,可以精确控制物料,降低成本,真可谓工业设计领域的精耕细作。 3D打印技术最重要的应用之一,就是建筑行业。近日就有荷兰设计师在对一台3D打印机进行了改造之后,成功打印出建材瓷砖,他希望有朝一日3D打印机可以用在砖厂里面,实现大规模生产。目前该设计师已经为他打印的砖找到了两种应用方法,这对今后建筑建材方面来说,又有了新的选择。

 

  同时,从设计师的角度看,3D打印技术更容易实现仿生,因为设计师可以在电脑上设计物体,精度更高,可以模拟出传统制造工艺无法实现的物体,并随时进行修改。利用3D数字建模技术以及“选择性空间结构(Selective Space Structures)等软件的帮助下,设计师可以几何图案中的任意元素进行精确控制,并且设计师可以随心所欲地修改设计文件。这不仅改变了人们对加层制造过程中的几何特征和材料特征,并通过现代建模和制作技术可以对设计对象实现精准控制,而这时传统工艺所无法实现的。

 

  另外一方面,针对日前国郭台铭对3D打印技术的炮轰,康奈尔大学机器人研究专家胡迪·利普森就对此进行了隔空解答:3D打印技术的精准控制,可以让手机里面不计其数的细小部件以及各部分,都能完美耦合,这也正是手机之所以迅速投入市场的主要原因。因此,3D打印技术在今后科技领域的发展有着功不可没的表现。因此,能实现精准加工的3D打印,或将为今后工业设计的大趋势。

 

  ●3D打印:让传统工业得到变革

  3D打印被认为是即将改革传统制造业的新技术,并由此引发了许多人的追捧和探讨。从《连线》辞职并创办了3D Robotics公司的知名空中机器人3D打印商安德森,在他前段时间发表的新书《创客·新工业革命》中表示:3D数字化制造将开启第三次工业革命,不仅仅让传统工业得到技术上的革新,还将让人们的工作与生活得到彻底的变革。

 

  这很容易让人联想:就像机械制造使得传统手工业变为奢侈品一样,未来的制造模式也会发生剧变。日前,在斯德哥尔摩举办的艺术黑客节(Art Hack Day)上,就有人利用一台3D打印机一边播放古典音乐,一边打印出独特的古典音乐物品。所以3D打印机能将每一首歌曲都打印成一个独特的物体,并且让原本稍纵即逝的声音变成了永恒的存在,这对于传统工业来说真是非常不可思议的!

 

  如今,由于3D打印这种新的制造模式已经备受瞩目,因此3D打印商安德森对3D打印在今后变革中扮演的角色极其看好。未来,随着越来越多的3D打印机走进普通家庭,越来越多的普通人也开始逐渐体验到新技术带来的改变。

 

  很多人都在追问:3D打印是否在未来会取代传统制造业?答案是否定的,因为3D打印并非是规模生产,而只是一种模型的技术。当然尽管如此,3D打印依然会分食一部分市场,特别是对于中国市场而言,制造业几乎是与我们的日常生活息息相关的,因此,3D打印在未来将一定程度上改变国内的制造业,并且将开创一种全新的商业模式。

 

●综述 

  正所谓“科技引领未来”,此观点在3D打印发展的进程中也同样适用。尽管目前还有很多问题有待解决,但随着“云”时代的来临,今后的3D打印会与云计算联手来实现更多意想不到的成果:你只需在手机上下载一个App应用,拍照上传到3D打印机并选择参数,位于云端的智能计算服务将根据重建出的3D模型把产品设计出来,并在云制造集群中搜索到邻近的打印地点,就有人把商品快递送货上门哦!

 

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