Новая структура машинного обучения повышает точность и эффективность 3D-печати металлом

06:00, Апрель 3, 2025 Исследователи из Инженерного университета Торонто под руководством профессора Юй Цзоу используют машинное обучение для улучшения аддитивного производства, также известного как 3D-печать. В новой статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing , команда представляет новую структуру, которую они назвали структурой оптимизации точного обратного процесса в лазерно-направленном энергетическом осаждении (AIDED). Новая структура AIDED оптимизирует лазерную 3D- печать для повышения точности и надежности готового продукта. Это усовершенствование направлено на производство более качественных металлических деталей для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная, ядерная и здравоохранение, путем прогнозирования того, как металл будет плавиться и затвердевать, для поиска оптимальных условий печати. «Более широкое внедрение направленного энергетического осаждения — одной из основных технологий 3D-печати металлами — в настоящее время сдерживается высокой стоимостью поиска оптимальных параметров процесса методом проб и ошибок», — говорит Сяо Шан, аспирант и первый автор нового исследования. «Наша структура быстро определяет оптимальные параметры процесса для различных приложений на основе потребностей отрасли». В аддитивном производстве металлов используется мощный лазер для выборочного сплавления мелкого металлического порошка, создавая детали слой за слоем на основе точной трехмерной цифровой модели. В отличие от традиционных методов, включающих резку, литье или механическую обработку материалов, аддитивное производство металлов напрямую создает сложные, в высшей степени индивидуальные компоненты с минимальными отходами материала. «Одной из основных проблем 3D-печати по металлу является скорость и точность производственного процесса», — говорит Цзоу. «Изменения в условиях печати могут привести к несоответствиям в качестве конечного продукта, что затрудняет соблюдение отраслевых стандартов надежности и безопасности». «Еще одной важной задачей является определение оптимальных настроек для печати различных материалов и деталей. Каждый материал — будь то титан для аэрокосмической и медицинской промышленности или нержавеющая сталь для ядерных реакторов — обладает уникальными свойствами, требующими определенной мощности лазера, скорости сканирования и температурных условий. Поиск правильного сочетания этих параметров в широком диапазоне параметров процесса — сложная и трудоемкая задача». Эти проблемы вдохновили Цзоу и его лабораторную группу на разработку новой структуры. AIDED работает в замкнутой системе, где генетический алгоритм — метод, имитирующий естественный отбор для поиска оптимальных решений — сначала предлагает комбинации параметров процесса, которые затем модели машинного обучения оценивают на предмет качества печати. Генетический алгоритм проверяет эти прогнозы на оптимальность, повторяя процесс до тех пор, пока не будут найдены наилучшие параметры. «Мы продемонстрировали, что наша структура может определять оптимальные параметры процесса из настраиваемых целей всего за один час, и она точно предсказывает геометрию из параметров процесса», — говорит Шан. «Она также универсальна и может использоваться с различными материалами». Для разработки фреймворка исследователи провели многочисленные эксперименты, чтобы собрать свои обширные наборы данных. Эта важная, но трудоемкая задача гарантировала, что наборы данных охватывают широкий спектр параметров процесса. По словам Цзоу, в перспективе команда работает над созданием усовершенствованной автономной или беспилотной системы аддитивного производства, которая будет работать с минимальным вмешательством человека, подобно тому, как беспилотные автомобили управляют сами собой. «Объединив передовые методы аддитивного производства с искусственным интеллектом , мы стремимся создать новую замкнутую управляемую лазерную систему с автономным управлением», — говорит он. «Эта система сможет определять потенциальные дефекты в режиме реального времени, прогнозировать проблемы до их возникновения и автоматически корректировать параметры обработки для обеспечения высококачественного производства. Она будет достаточно универсальной для работы с различными материалами и геометриями деталей, что сделает ее революционным решением для обрабатывающей промышленности». В то же время исследователи надеются, что AIDED изменит оптимизацию процессов в отраслях, использующих 3D-печать металлом. «Такие отрасли, как аэрокосмическая, биомедицинская, автомобильная, ядерная и другие, приветствовали бы такое недорогое, но точное решение, которое облегчило бы переход от традиционного производства к 3D-печати», — говорит Шан. «К 2030 году ожидается, что аддитивное производство изменит производство во многих высокоточных отраслях», — добавляет Цзоу. «Возможность адаптивно исправлять дефекты и оптимизировать параметры ускорит его внедрение»....

Компоненты модели машинного обучения теперь можно закодировать в световых волнах Спросите у устройства «умный дом» прогноз погоды, и ответ устройства займет несколько секунд. Одна из причин такой задержки заключается в том, что подключенным устройствам не хватает памяти или мощности для хранения и запуска огромных моделей машинного обучения, необходимых для того, чтобы …

Software 15:29, Октябрь 26, 2022 | android-robot.com

Человеческие ткани как основа для вычислений: исследование Университета Осаки открыло новый способ использовать мышцы для машинного обучения Учёные из Университета Осаки предложили необычный подход к обработке данных — использовать мягкие ткани человека в качестве элемента вычислительных систем. Работа демонстрирует, как биологические материалы, такие как мышцы, могут выполнять функции «живого процессора» за с …

Наука и Технологии 21:03, Апрель 3, 2025 | ixbt.com

Аудит вашего предприятия: как повысить эффективность и минимизировать риски Аудит вашей компании - это важный инструмент для оценки финансового состояния, выявления недостатков и минимизации рисков. Независимо от того, проводится ли он внутри компании или внешней фирмой, аудит предполагает всестороннюю проверку финансовой отчетности, операционных процессов и соотв …

Авто / Мото 18:38, Ноябрь 20, 2024 | c-n-n.ru

Особенности перевода с русского на албанский: точность и нюансы языка При переводе с русского на албанский одной из ключевых задач является обеспечение точности при сохранении первоначального смысла. Оба языка принадлежат к разным языковым семьям, что может затруднить прямой дословный перевод. Русский, будучи славянским языком, имеет сложную грамматическую с …

Аналитические Статьи 23:53, Январь 27, 2025 | c-n-n.ru

В Москве запускается новая сеть станций для электромобилей Ведущий отечественный производитель интеллектуальных приборов учета и зарядной инфраструктуры «НАРТИС» и оператор электрозарядных станций «РН-Энерго» устанавливают зарядные станции «НАРТИС-С150» на парковках популярных гипермаркетов Globus, Metro и Auchan. Теперь владельцы электромобилей м …

Наука и Технологии 21:00, Март 19, 2025 | android-robot.com

Новая спецтехника обеспечит надежное прохождение отопительного сезона В Петербурге продолжает обновляться пар специальной техники, в том числе и той, что задействована при прохождении отопительного сезона. Как рассказали в администрации города, новая спецтехника обеспечит надежное прохождение отопительного сезона. Так, ГУП «ТЭК Санкт‑Петербурга» оснастил сов …

Общество 04:35, Октябрь 27, 2022 | gazetadaily.ru

Представлена новая модель шин для аграрного сектора от KAMA TYRES Компания KAMA TYRES объявила о начале серийного производства новой модели сельскохозяйственных шин КАМА АТТ в типоразмере 600/70R30. Новинка предназначена для применения на ведущих осях сельскохозяйственных тракторов (категория Т) и разработана с учетом особенностей эксплуатации в агропром …

Hardware 06:00, Апрель 1, 2025 | android-robot.com

ЭТ-1Э — новая российская стелс-торпеда, против которой НАТО нечего выставить Стелс-технологии более применимы к самолетам. Но время показывает, что они более, чем востребованы и на флоте. Россия, силами предприятия «Регион» и корпорации «Тактическое ракетное вооружение» разработала и уже приступила к испытаниям новой торпеды ЭТ-1Э, которая по степени своей «незамет …

Наука и Технологии 16:32, Октябрь 26, 2022 | api.follow.it