AI助力金属3D打印，加速潜艇飞机制造

快速阅读: 弗吉尼亚理工大学研究团队利用人工智能优化金属3D打印技术，解决美国海军和航空航天工业供应链难题，实现快速、低成本制造高质量零件，有望大幅缩短维修时间。

几十年来，美国海军和航空航天工业一直在努力应对维持潜艇和飞机运行所需的缓慢且脆弱的供应链问题。单个替换零件往往需要数月时间才能到达，如果零件存在缺陷，则等待过程将重新开始。许多这些部件传统上由数量日益减少的小型专业机械车间制造，导致国防部门寻求更快、更可靠的方法。

弗吉尼亚理工大学的研究人员相信他们可能找到了解决方案。由副教授Prahalada Rao领导的一项新研究发表在《材料与设计》杂志上，展示了人工智能如何使金属增材制造（即3D打印）变得更快速、智能和可靠。Rao专注于一种称为电弧丝材增材制造的方法，他将其描述为“三维焊接”。与其他形式的金属3D打印相比，电弧丝材增材制造可以每天沉积40到50公斤的金属，这使得它适合制造大型关键组件。然而，这种方法面临一个挑战：确保大量熔融金属无瑕地铺设。

“传统的机械加工速度慢、浪费大，通常只有在几周的工作后才会发现缺陷。”Rao解释说，“通过电弧丝材增材制造，我们可以更快地生产大型部件。关键在于在过程中保证质量。”

这时人工智能介入了。Rao的团队训练了机器学习算法实时监控“熔池”，即打印过程中形成的热金属池。通过教会系统识别“好”熔池与“坏”熔池的区别，AI可以在缺陷变得严重之前以大约90%的准确率预测它们。这使打印机能够立即纠正错误，节省时间和材料成本。

对于海军而言，这项研究正处于关键时刻，因为海军需要更快的周转时间来维持其舰队。按需打印可靠部件的能力可以显著减少延误和成本，同时减少对遥远机械车间和老化劳动力的依赖。Rao的工作是弗吉尼亚理工大学制造中心的一部分，该中心是一个全校范围的努力，旨在结合先进材料、计算设计和数据驱动的过程控制，推动工业4.0的发展。大部分测试在Rao的凯利大厅实验室和大学的现代制造实践基地——学习工厂中进行。在那里，学生和研究人员使用行业正在采用的最新3D打印机工作。

“增材制造是学生可以迅速掌握的技术，接触最新的机器为他们的职业生涯做好准备。”Rao说，“我们的目标很简单：更快、更便宜、更好地制造零件。借助人工智能，我们终于可以实现这三个目标。”如果这一方法继续发展，等待数月才能获得单个替换部件的日子可能很快就会成为过去，迎来一个更智能、更快、更韧性的军事和航空航天制造业的新时代。

(以上内容均由Ai生成)