Paul Benning, główny technolog druku 3D w HP Predicts 3D Printing Developments w 2019 roku

Paul Benning jest głównym technologiem druku 3D i mikroprzepływów w firmie HP. Wcześniej był pracownikiem działu HP i głównym technologiem w dziale przetwarzania obrazu i druku. Jest znanym ekspertem w dziedzinie nanotechnologii, mikrofluidyki i druku atramentowego z doktoratem. w materiałoznawstwie. Jestem naprawdę pod wrażeniem kalibru ludzi w HP i ilości myśli, jaką wkładają w swoją technologię i wszystkie aspekty otaczające ich technologię. Dlatego też skorzystałem z okazji, aby przeprowadzić wywiad z Paulem na temat kluczowych trendów w 2019 roku. Cieszę się, że dowiedzieliśmy się, że HP jest w stanie drukować obwody na swoich maszynach i że zamierzają włączyć uczenie maszynowe do produkcji. . Cieszę się również, że prognozy Paula są mocno zakorzenione w praktyce naukowej i produkcyjnej, a nie w "marzeniach sennych" bla bla, jak w wielu przewidywaniach.

Uczenie maszynowe może znacznie zmniejszyć wskaźniki odpadów w druku 3D, czy jest to coś, co można spodziewać się w najbliższym czasie?

Oczekuję, że uczenie maszynowe zwiększy innowacyjność w przemyśle wytwórczym w nadchodzącym roku. Ponieważ uczenie maszynowe jest bardziej zintegrowane z drukarkami 3D i systemami sterowania na całym świecie, inżynierowie i projektanci będą mogli otrzymywać informacje o temperaturze maszyny, jej zawartości, zastosowanych środkach wiążących, danych obrazu i geometrii części końcowych. Wszystkie te informacje pomogą zmniejszyć ilość odpadów i sprawią, że wyprodukowane części są zwięzłe i w pełni funkcjonalne.

Jak postrzegasz uczenie maszynowe i drukowanie 3D?

Oprócz tego, że inżynierowie i projektanci mogą udostępniać więcej informacji niż kiedykolwiek wcześniej, integracja uczenia maszynowego i drukowania 3D zapewnia możliwość monitorowania części w terenie. Ludzie mogą śledzić ukończoną część w świecie i zobaczyć, jak działa przez cały okres jej użytkowania, przywracając wyniki do konfiguracji projektu. Projektanci mogą w unikalny sposób identyfikować każdą stronę i śledzić je za pomocą numeru seryjnego, umożliwiając identyfikowalność łańcucha dostaw w czasie rzeczywistym.

Czy uczenie maszynowe może na przykład zmniejszyć skurcz części?

Tak, uczenie maszynowe zostanie wykorzystane do ulepszenia procesu podczas projektowania i uzyskania informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym podczas drukowania części, a ten poziom kontroli pomoże zoptymalizować wszystkie wektory wydajności, w tym zmniejszenie części. Jeszcze bardziej znaczącym skutkiem uczenia maszynowego może być dokładniejsze przewidywanie kurczenia się części, tak aby projekt i procesmoże wstępnie skompensować przewidywaną deformację, tworząc wydrukowaną część z mniejszymi tolerancjami.

Czy naprawdę myślisz, że generatywny projekt sprawi, że projektanci będą szybsi? W jaki sposób?

Absolutnie. Projekt generatywny ma potencjał, aby projektantów 10-100 razy szybciej, wykorzystując algorytmy do odkrywania każdej możliwej iteracji rozwiązania. Inżynierowie mogą tworzyć i symulować tysiące projektów - w tym te, których nie są w stanie wyobrazić sobie - w ułamku przypadków. Piękno generatywnego projektu polega na tym, że inżynierowie nie są już ograniczani przez własną wyobraźnię, ale mogą zamiast tego wykorzystywać sztuczną inteligencję do współtworzenia lepszych produktów w szybszy i bardziej zrównoważony sposób.

W jakim stopniu symulacja poprawi generatywność zaprojektować tak, aby części mogły być zoptymalizowane?

Budując symulacje i testy do procesu projektowania, inżynierowie unikają kosztownych przeróbek produkcyjnych. Pomaga to zoptymalizować części, zapewniając, że technologia jest aktywnym uczestnikiem procesu projektowania, a nie tylko odzwierciedla faktyczne gotowe projekty.

Czy spodziewasz się optymalizacji ścieżki narzędzia dla poszczególnych geometrii?

Dla wielu Jet Fusion i Metal Jet "Ścieżka narzędzia" jest zastępowana przez drukowany wzór i decyzje, gdzie umieszczone są krople każdego agenta. Spodziewam się, że schematy umieszczania kropel zostaną zoptymalizowane pod kątem określonych geometrii, aby uzyskać precyzyjne i mocne mechanicznie części.

A jeśli zrobimy, w jaki sposób przekazujemy te informacje z powrotem do generycznego oprogramowania do projektowania?

Korzystanie z informacji udostępnianych podczas monitoringu uczenia maszynowego 3D drukowane części w terenie, projektanci i inżynierowie mogą wprowadzać rzeczywiste parametry do generycznego oprogramowania projektowego, takie jak rozmiar produktu lub wymiary geometryczne, warunki pracy, masa docelowa, materiały, metody produkcji i procesor. Następnie oprogramowanie generuje wszystkie możliwe projekty i przeprowadza analizę wydajności dla każdego w celu ustalenia najlepszych do prototypowania.

Zawsze uważałem za dość kuszące, że dzięki technologii druku 3D HP można umieścić wiele powłoki na przedmiotach. Czy porowatość i jakość powierzchni jest dla nas tak problematyczna, że ​​powleka części, na które patrzysz?

Tak, badamy powłoki, które są stosowane zarówno jako proces po drukowaniu, jak i podczas drukowania w systemach wieloagentowych. Ta zdolność sterowania wokselem pozwoli drukarkom 3D HP wyjść poza proste powłoki, aby wytworzyć wzorzyste powierzchnie - różnepowłoki w różnych miejscach - a nawet umożliwiają kontrolę materiałów z dala od powierzchni, wewnątrz części.

Czy możemy oczekiwać obwodów i materiałów przewodzących z druku 3D HP?

Pokazaliśmy obwody drukowane w laboratoriach HP i pokazaliśmy czujniki operacyjne, takie jak czujniki tensometryczne.

Przy metodzie strumieniowania spoiw nie zawsze mamy problem ze skurczem części? I czy to nie zawsze będzie straszne, ponieważ skurcz będzie się różnić ze względu na geometrię i rozmiar części?

W każdej technologii, w której rozpoczynamy od proszków i tworzymy gęste części końcowe, nastąpi kurczenie się, gdy zostanie zużyta otwarta przestrzeń między cząstkami proszku. Możemy produkować dziś dość skomplikowane geometrie i spodziewam się, że w miarę ciągłego uczenia się nasze modele będą się poprawiać, a my dostarczymy narzędzia projektowe, które działają z przewidywalną kurczliwością i sprytnymi strategiami wsparcia w celu zapewnienia jak najszerszej przestrzeni projektowej.

Jak możesz zapewnić, że te części mają odpowiednie tolerancje?

Dobrze scharakteryzowane maszyny produkcyjne, które są eksploatowane z zastosowaniem dobrych metod kontroli procesu, zapewnią wysokie zaufanie do produkcji części o oczekiwanych tolerancjach. Zaawansowane modelowanie obliczeniowe i uczenie maszynowe pomogą nam zautomatyzować proces projektowania, aby uzyskać jak najlepszy projekt i pomogą zautomatyzować proces konfiguracji i kontroli narzędzi produkcyjnych, dzięki czemu za każdym razem tworzymy najlepszą część.