当机器学习遇上3D打印 工业制造革命指日可待、模具制造业转型加速3D打印齿轮模具成热点

两年时间在阿姆斯特丹3D打印一座钢铁大桥，实践向世人展示了这项技术的行与不行。

五年前，3D曾经一度风靡世界，无数人甚至认为，未来将充斥着3D打印。比如我们会驾驶着3D打印的汽车，住在3D打印的房子里。然而，五年后，我们想象中的未来并没有时间。但是即便炒作不再，仍有公司正在坚持开发这项技术。

两年前，MX3D宣布了一项计划，将使用3D打印技术建造一整座由Joris Laarman设计的钢铁大桥。这个项目进展顺利，预计在未来几年内即可竣工。对此，公司和其主要投资方Autodesk与我们独家分享了他们的进度。技术的发展以及项目的进行十分令人惊叹，无数难题在这一过程中被克服，未来十分值得期待。

工业应用的完美案例

这座桥梁无疑是从造船到海上石油钻机等一系列钢铁打印应用的概念证明。实现这一目标不仅需要更好的软件，还需要能够自己学习3D打印的机器人。“我们即将取得可打印物体体积的重大突破，将为3D打印的应用带来飞跃发展”，MX3D公司的管理人Gijs van der Velden说道。MX3D是一家致力于商业化大规模钢铁打印的创业公司，剥离自Joris Laarman Lab。

当Laarman第一次设计这座桥梁时，该桥本由像冰晶一样的格子状柱子支撑。桥梁坐落于靠近阿姆斯特丹历史悠久的红灯区附近的运河上。但是由于一个简单的原因，桥梁发生了根本性变化：该市的发现桥梁的设计会给运河的河床带来巨大压力，因此必须重新进行工程设计。现在正在被打印制造的桥梁更像是典型的行人结构，但桥面和形状依然保持了原来奇异的弯曲和扭曲——并且这种设计只能以3D打印完成。更重要的是，它向所有潜在的合作伙伴展示了3D打印技术的可能性。

不过，打印过程中遇到的一个挑战是打印大块形状。你可能会认为这是一个硬件问题——使用性能更好的机器就可以解决——但实际上这更多的是一个软件问题。一直以来，现成的工业机器人是主角，客户可以方便地预订这些机器人，3周左右之后就可以收到货，然后使用MX3D的软件打印任何他们想要的东西。但是让这些机器人焊接具有高性能部件所需的所有物理属性的东西，就变得十分复杂。

铁的物理性质在熔化后发生改变。不断地重复加热会使得铁变脆，意味着你不能简单地像打印塑料那样一层又一层地3D打印钢铁结构。随着一层一层地钢铁不断堆叠，他们会重复加热下面的钢铁曾。如果这些钢铁层最近刚打印完，他们会变得更加脆弱。克服这一困难意味着需要采用完全不同的打印侧列。钢铁须建造在已经冷却的区域，由于区域的不同，打印出来的仿佛是随机图案。用来3D打印钢铁的机器人看起来不怎么像蜘蛛织网——倒更像是磕了药的蜘蛛在织网。因为打印机不再需要等待某一特定位置的钢铁冷却，打印机本身的工作效率可以提高两倍。

但接下来的事情更加复杂。复杂的三维几何是根据定义定制的，所以很难预先知道机器在创建强焊接时会在哪个位置遇到麻烦。但是机器学习可以解决这个问题。MX3D使用的工业机器人已经具备传感器，可以检测用于加热钢铁的电流值、钢铁的温度以及焊接的准确位置。MX3D正在开展下一个阶段工作：将该数据与机器学习算法相结合，帮助机器人学习那些焊接可能产生问题——并选择要么实时解决这些问题，要么采用全新的移动模式以完全避免这些问题，重新合理构建每一层结构。“当你制作打印文件的时候，你可以解决掉明显的问题，”van der Velden解释说，“但在实际打印的时候，机器会识别出问题并即时创建解决方案。”

van der Velden同时也承认，3D打印钢铁将不适用于95％的工业建筑项目。在这些项目中，钢铁的结构十分简单，无需使用3D打印技术。但是，剩下的5％项目意味着巨大的市场。比如，海上石油钻机的钢支撑结构设计异常复杂困难。与其让每个工程团队建造每一个独立部分，你可以聘请两名工程师监管8台机器。此外，为石油钻进平台等大型项目制造部件最耗时的步骤之一是削减关键部件，以尽量减少重量。将重量从6000公斤减少到5000公斤意味着你可用采用完全不同类型的起重机械进行安装，从而大幅降低成本。对这些关键部件采用3D打印，使其复杂内部结构的重量减少到最低——最多可能减少50％的重量，同时还不需要额外的修整工作。大型高性能零件（如货运轮船上的转子）也可以使用3D打印，道理是一样的。表面看上去一样但内部实际上已经最优化的设计可以带来极大的优越性。

让我们再次回到这座大桥上。这个项目由Autodesk赞助，MX3D负责开发其软件。并且，十几个合作方已经投资了数百万美元用于开发这一技术。虽然大桥外表看上去十分酷炫，但其真正目的在于向我们展示几十年来一尘未变的大型内部结构的创新可能性。“这并非一个能够制造一切的神奇方式，”van der Velden说，“但我们会找到真正适用3D打印的重要新部件。”

来源：猎云网

模具制造业转型加速 3D打印齿轮模具成热点

近年来，为适应经济建设的实际需要，我国的模具制造水平在3D打印等技术的推动下不断提升，3D打印齿轮模具也日益走红，众所周知，模具被誉为是“工业之母”，一款产品在投入批量化生产之前，总要先制造出一个模型看看效果，从而改进产品设计的不足之处。在过去的一段时间里，随着科技革命的列车不断向前行进，我国的模具制造业也驶入了发展的快车道。

传统模具制造业在智能技术推动下加速转型

在传统的模具制造过程中，模具制造商制造的模具在耐用性、强度、精度等方面都具有其独特之处。通常，模具制造商会先用PRO-E等软件将模具图绘制出来，然后再采用相应的机器将模具生产出来。在实际的应用过程中，模具往往要耐磨损，因此，大部分模具在制造过程中都采用了钢、合金等材料。

从总体来看，采用这种方式进行大批量模具制造时往往能取得良好的经济效益，但是在单件和小批量生产过程中，利用传统方式所取得的效果则较为一般。目前，采用这种方式可用于生产传统的注塑、压铸、橡胶模具等产品。

通常来讲，一款模具要制作完成需要经过构思设计、材料选取等多种步骤。模具制造商所推出的新品上市时，必须通过严格的国际标准和体系认证，多个部件的认证将耗费较长的时间，这不利于对新品的早日上市。

在此情况下，3D打印给模具制造商提供了一套全新的解决方案。就模具制造业而言，3D打印机的运用可以使模具制造的精确度更高、效果更好、速度也更快。如今，世界各国传统的模具制造业在一定程度上都受到了3D打印技术的冲击。在部分领域，3D打印甚至已经开始颠覆传统的模具制造技术，并与之形成竞争关系。

3D打印齿轮模具成整个行业实现突破的焦点

当前，在3D打印技术的影响下，传统的模具制造行业已经发生了许多变化。其中，齿轮模具制造业在3D打印技术的推动下，正以前所未有的速度进行着新一轮的产业革命。借助3D打印的技术优势，齿轮模具制造业也进入了全新的发展阶段。

通过运用3D打印机等专业设备，模具制造商可以根据用户的实际需求来精心选择较为适宜的打印方案。对于尺寸大小不同的齿轮零件来说，3D打印制造齿轮零件的方式也存在较大的差异，打印的效果也不完全相同。

具体来讲，对于体型较小但是结构较为复杂的齿轮零件来说，模具制造商可以一点一点的将齿轮零件的构成部分添加上去，以此完成实物打印。对于体积庞大但是造型相对简单的齿轮零件来说，3D打印可以轻松实现整个制造过程。

采用3D打印技术后，齿轮模型最终的打印效果会受到齿轮模型图的准确度、3D打印机的精度、材料的好坏等多重因素的影响。相比传统的齿轮制造方式，3D打印单个齿轮模型的效果较佳，因而其实际应用范围较为广泛。

事实上，关于3D打印模具制造方式和传统的模具制造方式到底谁优谁劣的问题，业内人士一直争论不休。就现阶段而言，3D打印技术尽管在生产周期、制品效果、产品精度等方面具有优势，但借助其技术优势进行齿轮等模具制造的方式并没有在世界各国大规模普及开来。

今后，3D打印技术除了可以在生产周期要求紧张的齿轮模具生产方面发挥作用外，其在齿轮模具的大批量生产方面潜藏的发展空间还有待挖掘。在业界人士的共同推动下，齿轮模具的生产方式将更加多样，整个齿轮模具的生产效率也将得到进一步提升！

来源：中国传动网

3D打印在模具制造行业的应用

CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式。CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式。

如今，3D打印和各种打印材料（塑料、橡胶、复合材料、金属、蜡、砂）已经给许多行业，如汽车、航空航天、医疗等带来了很大的便利，很多企业都在其供应链里集成了3D打印，这其中也包括模具制造。

模具制造的以下几个环节是能够用到3D打印技术的

成型（吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、纸浆模具、可溶性模芯、玻璃钢模具等等）

铸模（熔模、砂模、旋压等）

成型（热成型，金属液压成型等）

机械加工、装配和检验（固定夹具、移动夹具、模块化夹具等）

机器人末端执行器（夹手）

用3D打印制造模具有许多优点：

1.模具生产周期缩短

2.制造成本降低

3.模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性

4.优化工具更符合人体工学和提升最低性能

总的来说，小编认为最好使用DMLS、SLA或则其他3D打印工艺做他们擅长的事，3D打印注塑模具会是个可靠的替代。最终设计考虑因素。如果你需要模具长期使用，一旦3D打印模具验证了设计的合理性，下一步就是采用更为永久的材料制作模具，比如铝或者不锈钢，因为塑料模具主要小批量产品生产使用。由于3D打印模具和传统模具的设计不同，项目时间和预算上要考虑一定次数的模具重设计和测试。

来源：南极熊3D打印网