19 de mayo de 2025
Descubra cómo la supervisión de la impresión 3D mediante IA aprovecha la visión por ordenador para mejorar la supervisión en tiempo real, la detección de defectos y la automatización de procesos.
No hace mucho, la impresión 3D se utilizaba principalmente para probar ideas y construir modelos. Ahora se utiliza para crear productos reales y funcionales en campos como la sanidad y la fabricación. Desde modelos dentales hasta piezas mecánicas, se ha convertido en una forma práctica y fiable de producir artículos del mundo real.
A medida que más empresas empiezan a utilizar la impresión 3D en su trabajo diario, algunos retos se hacen más evidentes. A veces, una pieza no sale del todo bien, e incluso pequeños problemas de alineación o flujo de material pueden afectar al resultado final.
La visión por ordenador puede ayudar a resolver muchos de estos problemas. Es una rama de la inteligencia artificial que permite a las máquinas interpretar imágenes y vídeos. En una configuración de impresión 3D, la visión por ordenador puede supervisar cada capa a medida que se imprime, detectando patrones inusuales o errores desde el principio. Incluso puede permitir que las impresoras respondan automáticamente, ayudando a mantener la calidad de impresión sin una supervisión manual constante.
En este artículo, exploraremos cómo la visión por ordenador está haciendo que la impresión 3D sea más fiable y veremos ejemplos reales que muestran el impacto de la supervisión de la impresión 3D con IA en acción. Empecemos.
La impresión 3D consiste en fabricar objetos físicos a partir de diseños digitales. Desarrollada por primera vez en la década de 1980, la tecnología de impresión ha avanzado rápidamente en los últimos años. A diferencia de la impresión normal, que coloca tinta sobre una superficie plana, la impresión 3D construye objetos capa a capa utilizando materiales como plástico, resina o metal. Este método también se denomina fabricación aditiva.
Una impresora 3D típica tiene piezas clave como el lecho de impresión, el extrusor y la boquilla. Estos componentes trabajan juntos para dar forma al material de impresión y obtener el resultado final.
El proceso de impresión comienza con un modelo digital en 3D, creado normalmente con un software especializado. A continuación, este modelo se corta en finas capas y la impresora lee el archivo para depositar material capa a capa hasta completar el objeto.
En la actualidad, sectores como la sanidad, la automoción y la industria aeroespacial utilizan la impresión 3D para producir herramientas, piezas y dispositivos médicos personalizados. También se utiliza ampliamente en el diseño de productos, la creación de prototipos y la educación.
Aunque la impresión en 3D es un proceso bastante sencillo e interesante, las cosas no siempre salen a la perfección. La mayoría de los problemas surgen durante la impresión o justo después. Sin las herramientas adecuadas, es fácil pasar por alto estos problemas. Esto es especialmente cierto cuando se trata de fabricar productos a gran escala.
Estos son algunos de los retos más comunes relacionados con el control de calidad de las impresiones 3D en tiempo real:
La visión por ordenador desempeña un papel fundamental en la mejora del funcionamiento de la impresión 3D. Ayuda a supervisar cada capa, detectar defectos a tiempo y ajustar las impresiones a medida que avanzan.
A continuación, veremos cómo Vision AI mejora la precisión, la coherencia y la automatización en aplicaciones de impresión 3D del mundo real.
Si alguna vez ha visto un vídeo de una impresora 3D en acción, sabrá que construye objetos capa a capa. Este método por capas es lo que da flexibilidad a la impresión 3D, pero también significa que las cosas pueden salir mal si una sola capa no es la correcta.
Un pequeño error al principio puede afectar a la resistencia, la precisión o la calidad general de la pieza acabada. Por eso, cada vez más fabricantes recurren a la visión por ordenador para controlar el proceso a medida que se desarrolla.
Las cámaras pueden capturar imágenes de cada nueva capa. Estas imágenes se comprueban al instante para detectar defectos como alabeos, huecos o falta de material. La detección precoz de problemas ayuda a evitar impresiones fallidas y reduce los residuos. Muchos sistemas utilizan modelos de inteligencia artificial entrenados para detectar cambios sutiles en la forma o la textura. Si algo no encaja, el sistema avisa al operario de inmediato.
Por ejemplo, Phase3D. Su sistema de control in situ utiliza luz estructurada y visión por ordenador para comparar cada capa impresa con el aspecto que se supone que debe tener. Si hay un desajuste, el sistema lo señala inmediatamente.
Al vincular estas anomalías a patrones de fallo conocidos, los operarios pueden tomar medidas antes de que se termine la impresión. Esto es especialmente importante en sectores como el aeroespacial y el de defensa, donde la precisión y la fiabilidad son fundamentales. También mejora la trazabilidad y favorece una producción más eficiente y escalable.
Además de alinear las capas con precisión, el flujo de los materiales de impresión también desempeña un papel importante en la calidad final de una pieza impresa en 3D. Si se deposita demasiado material o demasiado poco, o si no cae exactamente donde debería, puede dar lugar a toda una serie de problemas.
Algunos problemas comunes relacionados con la impresión 3D son la formación de hilos, cuando se forman finos filamentos de material entre las piezas; la delaminación, cuando las capas no se unen correctamente; y la infraextrusión, cuando no se coloca suficiente material. Estos problemas pueden debilitar la pieza o hacer que falle por completo.
Los modelos de visión por ordenador ayudan a resolver este problema observando cada capa en tiempo real. Las cámaras y los sensores siguen la colocación del material y captan los cambios de forma, flujo o textura de la superficie en el momento en que se producen. Los sistemas básicos pueden detectar problemas con antelación, mientras que los más avanzados pueden solucionarlos a mitad de la impresión ajustando parámetros como la velocidad o el caudal.
Por ejemplo, un sistema desarrollado por investigadores del MIT, Inkbit y ETH Zurich utiliza cuatro cámaras de alta velocidad y dos láseres para escanear constantemente la superficie de impresión. A medida que 16.000 boquillas depositan resina, el sistema compara cada capa con el diseño digital y realiza correcciones instantáneas cuando es necesario, un proceso conocido como jetting controlado por visión.
Este sistema también utiliza cera como material de soporte, que puede fundirse tras la impresión para dejar tras de sí complejos canales internos. Ya se ha utilizado para imprimir objetos totalmente funcionales, como una mano robótica con dedos blandos y piezas rígidas o un robot de seis patas que puede caminar y agarrar objetos. A diferencia de otros sistemas más sencillos que se limitan a detectar errores, éste los corrige sobre la marcha, lo que lo hace más fiable para la impresión de alta velocidad y precisión.
A veces, se imprimen miles de piezas en un solo lote, especialmente en centros de fabricación a gran escala o de servicios de impresión 3D. Tras la impresión, estas piezas deben identificarse, clasificarse y procesarse, lo que puede llevar mucho tiempo y dar lugar a confusiones si se hace manualmente.
La visión por ordenador ayuda a automatizar esta fase reconociendo y clasificando las piezas con rapidez y precisión. Por ejemplo, el sistema AM-Vision utiliza cámaras y tecnología de correspondencia geométrica para comparar cada objeto impreso con su modelo CAD. El sistema puede identificar y clasificar piezas en sólo unos segundos.
La automatización de las tareas posteriores a la impresión acelera los flujos de trabajo, reduce el trabajo manual y minimiza el riesgo de errores en la clasificación y el embalaje. Además de la identificación, algunos sistemas también pueden agrupar piezas para pasos adicionales como el curado, la limpieza o el montaje, lo que mejora aún más la eficiencia y la coherencia del proceso de producción.
A medida que Vision AI se integra cada vez más con la impresión 3D, está impulsando cambios importantes en el funcionamiento de la fabricación. Estas son algunas tendencias clave que ponen de relieve su creciente impacto:
La visión por ordenador puede ayudar a mejorar todas las fases del proceso de impresión en 3D. Detecta errores en una fase temprana, supervisa las impresiones en tiempo real y permite realizar ajustes durante el proceso. Estas funciones mejoran la calidad de las piezas, reducen los fallos y disminuyen los costes de producción.
A medida que las tecnologías inteligentes se hacen más comunes en las fábricas, la visión por ordenador proporciona a los equipos un mejor control y les ayuda a escalar de forma más eficiente. Industrias como la aeroespacial, la sanitaria y la de bienes de consumo ya confían en estas herramientas para cumplir estrictas normas de calidad y rendimiento.
Al combinar la IA con información visual en tiempo real, la impresión 3D se está volviendo más consistente, eficiente y automatizada, allanando el camino para una fabricación más inteligente.
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