视频丨卫星和机器人“肌肉”可3D打印重塑制造业

机器人的“肌肉”、需要发射到天空的卫星以及生活中的各种小东西现在都可以3D打印。通过AI设计、模拟、一键打印，你想要的产品可以从3D打印设备中“生长”出来。 你想要的就是你得到的 探索“智能”3D打印制造 如此精密的3D打印看似难以实现，但它并不是科幻小说，而是一种全新的增材制造技术。 “你想要的就是你得到的”的制造方法正在改变行业和我们的生活。 机器人走在T台上，其动作与人类相似。当我们脱掉它的外衣，我们看到的是它的“肌肉”，看起来像蜂窝，有密集的格子状结构。它们不仅“柔软”、灵活，还可以像人类肌肉一样紧密贴合机器人的刚性结构和功能。而这些“肌肉”是3D打印的。 王文斌 苏州市3D打印新材料工程技术研究所所长足弓中心：是一种特殊的结构，可以提供缓冲和保护。另外，由于它是空心格子结构，因此可以散热。另外一个作用就是减轻重量，因为在同样的结构下，它填充了很多的网格。但它的耐用性和耐磨性是非常强的，包括在未来，比如机器人需要上下，或者做工作，都不会成为问题。 在能为机器人生产“肌肉”的现代化制造工厂中，每台打印机就像一座自动化工厂，可以通过计算机控制生产定制零件。与传统3D打印简单地根据三维模型逐层堆叠材料不同，打印机器人“肌肉”采用了新型光固化3D打印技术。 苏州3D打印新材料工程技术研究中心主任王文斌：我们称之为聚合生长技术。它一边聚合一边生长，就像草在不知不觉中生长一样。 这光固化3D打印机没有喷嘴，而是利用光作为“开关”。特殊的光敏印刷材料最初是液体。当光线照射到某个位置时，材料会发生聚合反应，瞬间硬化。它可以比传统3D打印快20到100倍。一盘材料可以在两三个小时内制作出不同的产品。最重要的是，这些材料可以根据您想要的结构、弹性和性能提前进行编程，从而实现按需打印。 汪文斌介绍，由于光反应会产生畸变，导致精度下降，因此需要补偿算法来实现高精度控制。每台打印机中，都有一个力感参数，可以理解为内部的刻度，它会修正克重。根据场景的需要，目前最大精度可以达到2.8微米。 编程设计及一次性印刷机意味着机器人正在从“部件组装”转向“结构生成”。制造商不再组装零件，而是通过几何形状和材料的组合将强度和形状“打印”在一起。 人工社会智能+3D打印 制造方式迭代升级 除了打印机器人坚硬的“肌肉”之外，这种按需制造方式还可以打印各种日常需求。在人工智能的支持下，AIMaterial筛选、模拟验证、云工厂远程执行任务，一切皆可打印。 鞋子、箱包、自行车座椅，甚至牙齿都可以按需定制并快速打印和制造。记者现场对他的脸部进行了三维扫描，材料工程师将准备好的材料倒入打印机中。不到半个小时，一张栩栩如生、造型精准的脸就打印出来了。 为实现“一切皆可打印”的目标，茶m将继续开发和创新材料。目前已积累约12000种不同的材料配方。他们创建了每种材料的分子结构、打印性能和机械数据的数据库。开发新产品时，只需推进性能目标，AI即可从数据库中选择最符合需求的结构和公式，并通过仿真验证性能效果。 苏州3D打印新材料工程技术研究中心主任王文斌：是电子行业用的消除静电的材料。在高温下燃烧，可以像蜡一样完全燃烧，不留任何残留物，因此被称为铸造材料。对于这种高精度的材料，我们可以控制到0.05毫米的精度。由于这种材料的收缩率非常低，因此非常适合牙科。 人工智能与分子的结合lar 特性允许开发可按需定制的材料。人工智能还可以在设计师的指导下生成各种3D产品形状，然后通过数字系统发送指令指挥打印机完成任务。每台打印机都可以远程执行个性化任务。在无人工厂中，机器人自动完成产品的灌装和取出的整个过程。 “所想即所得，所得即所用”的新型制造模式正在成为现实。 苏州3D打印新材料工程技术研究中心主任王文斌：我们所有的打印机都是由服务器控制的。当我们有新的设计或图纸时，它们会通过服务器上传到每台打印机。过去需要开模具，制作不同的材料。这是一个非常漫长的过程，但是在这里我们可以在一天之内完成一切。 3D打印卫星 智能制造正在太空中飞行 随着材料制备和打印精度的提高，3D打印的应用范围越来越广。例如，飞机涡轮喷气发动机、飞机机身、汽车零部件等现在都可以“打印”了。近日，一批新型3D打印卫星也下线。 3D 打印卫星需要多少步骤？ 第一步是将模型数据自动导入系统。 第二步是打印：激光快速烧结金属粉末，然后用金属粉末覆盖，然后烧结。通过这种逐层烧结的方法，卫星的主框架结构被同时打印出来。 第三步是CT检查，这是对卫星进行物理检查，以确认内部质量。 这样就打印并组装出了高质量的卫星核心结构。火箭发射时，存在数百倍重力的振动，温差也较大。太空中的参考温度是巨大的，从负150°C到大于零150°C。为了应对卫星结构中发射过程和空间环境的双重挑战，团队在技术上进行了一系列的创新，防止了卫星发生几毫米的变形。 国星航天常务副总裁赵宏杰：普通商用材料无法满足航天需求，所以我们自主研发特种航天级高性能合金。事实上，在工艺方面，我们需要精确控制激光功率、扫描路径等参数，找到最佳的工艺窗口。最后，在检测过程中，我们的AI增材制造系统建立了全过程质量监控系统，实时监控打印过程中的侵蚀情况。打印完成后，利用工业CT进行无损检测，就像医生对病人进行CT扫描一样，确保卫星组件的内部质量。租金符合标准。 研究团队表示，重量是影响卫星发射成本的重要因素。此外，传统卫星由数百个零部件组成，周期长、环节多，影响效率和质量。基于AI的3D智能打印和检测的引入将大大缩短卫星设计和制造周期。 国星宇航执行副总裁赵宏杰：从设计图纸到零件，传统流程可能需要几个月的时间，但我们可以将生产周期缩短到几天甚至几个小时。通过3D打印，实现了传统工艺无法实现的结构和功能的一体化成型，进而消除了传统工艺中的众多焊点和风险点，解决了因零部件众多而带来的连接转换装置在轨风险。总的来说，我们面临的大型空间计算中心的建设是非常重要的。降低工业卫星整个生命周期的成本。