Yeşil çek
Panoya kopyalanan bağlantı

3D yazıcılar için bilgisayar görüşü tabanlı geri bildirim sistemleri

Yapay zeka destekli 3D baskı izlemenin gerçek zamanlı izleme, hata tespiti ve süreç otomasyonunu geliştirmek için bilgisayarla görmeden nasıl yararlandığını keşfedin.

Kısa bir süre önce, 3D baskı esas olarak fikirleri test etmek ve modeller oluşturmak için kullanılıyordu. Şimdi ise sağlık ve imalat gibi alanlarda gerçek, işlevsel ürünler yaratmak için kullanılıyor. Diş modellerinden mekanik parçalara kadar, gerçek dünya ürünlerini üretmenin pratik ve güvenilir bir yolu haline geldi.

Daha fazla şirket günlük işlerinde 3D baskıyı kullanmaya başladıkça, bazı zorluklar daha belirgin hale geliyor. Bazen bir parça tam olarak doğru çıkmaz ve hizalama veya malzeme akışıyla ilgili küçük sorunlar bile nihai sonucu etkileyebilir.

Bilgisayarla görme bu sorunların çoğunu çözmeye yardımcı olabilir. Yapay zekanın bir dalı olarak, makinelerin görüntüleri ve videoları yorumlamasını sağlar. Bir 3D baskı kurulumunda, bilgisayar görüşü her katmanı basılırken izleyebilir, olağandışı desenleri veya hataları erkenden tespit edebilir. Hatta yazıcıların otomatik olarak yanıt vermesini sağlayarak sürekli manuel gözetim olmadan baskı kalitesinin korunmasına yardımcı olabilir.

Bu makalede, bilgisayarla görmenin 3D baskıyı nasıl daha güvenilir hale getirdiğini keşfedecek ve yapay zeka destekli 3D baskı izlemenin etkisini iş başında gösteren gerçek dünya örneklerine bakacağız. Hadi başlayalım!

3D baskı nedir? 

3D baskı, dijital tasarımlardan fiziksel nesneler yapmayı içerir. İlk olarak 1980'lerde geliştirilen baskı teknolojisi son yıllarda hızla ilerlemiştir. Düz bir yüzeye mürekkep yerleştiren normal baskıdan farklı olarak 3D baskı, plastik, reçine veya metal gibi malzemeler kullanarak nesneleri katman katman oluşturur. Bu yönteme eklemeli üretim de denir.

Tipik bir 3D yazıcı, baskı yatağı, ekstrüder ve nozül gibi temel parçalara sahiptir. Bu bileşenler baskı malzemesini şekillendirmek ve nihai çıktıyı oluşturmak için birlikte çalışır. 

Baskı süreci, genellikle özel bir yazılım kullanılarak oluşturulan dijital bir 3D model ile başlar. Bu model daha sonra ince katmanlar halinde dilimlenir ve yazıcı, nesne tamamlanana kadar her seferinde bir katman malzeme biriktirmek için dosyayı okur.

Günümüzde sağlık, otomotiv ve havacılık gibi sektörler alet, parça ve özel tıbbi cihazlar üretmek için 3D baskıyı kullanıyor. Ayrıca ürün tasarımı, prototipleme ve eğitimde de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Şekil 1. Bir 3D yazıcının bileşenleri.

Gerçek zamanlı 3D baskı kalite kontrolünün zorlukları

3D baskı oldukça basit ve ilginç bir süreç olsa da, işler her zaman mükemmel gitmez. Çoğu sorun baskı sırasında veya hemen sonrasında ortaya çıkar. Doğru araçlar olmadan bu sorunları gözden kaçırmak kolay olabilir. Bu, özellikle daha büyük ölçekte ürünler üretmeye çalıştığınızda geçerlidir.

İşte gerçek zamanlı 3D baskı kalite kontrolüyle ilgili en yaygın zorluklardan bazıları:

  • Katman yanlış hizalanması: Yazıcının hareketindeki küçük kaymalar katmanların eşit olmayan şekilde istiflenmesine neden olabilir. Ayrıca zayıf veya bozuk baskılara da yol açabilir.
  • Çarpıtma: İşlem sırasında eşit olmayan soğutma nedeniyle baskının kenarları kıvrılabilir veya baskı yatağından kalkabilir.
  • Tutarsız ekstrüzyon: Malzeme akışı öngörülemeyen bir şekilde başlayıp durabilir. Bu da nihai nesnede boşluklara veya ince noktalara neden olur.
  • Manuel parça tanımlama: Baskıdan sonra, çalışanların genellikle parçaları elle ayırması veya etiketlemesi gerekir. Bu işlem zaman alıcıdır ve karışıklıklara yol açabilir.
  • Ölçeklendirme sorunları: Basılan parçaların hacmi arttıkça, otomasyon olmadan takip ve kalite kontrolü daha zor hale gelir.

3D baskıda bilgisayarla görmenin rolü

Bilgisayar görüşü, 3D baskının çalışma şeklini iyileştirmede önemli bir rol oynar. Her katmanı izlemeye, kusurları erken yakalamaya ve baskıları ilerledikçe ayarlamaya yardımcı olur. 

Şimdi, Vision AI'nın gerçek dünyadaki 3D baskı uygulamalarında doğruluğu, tutarlılığı ve otomasyonu nasıl geliştirdiğine daha yakından bakalım.

Katmanlı üretimde otomatik hata tespiti

Daha önce bir 3D yazıcının videosunu izlediyseniz, nesneleri her seferinde bir katman oluşturduğunu bilirsiniz. Bu katman katman yöntemi 3D baskıya esneklik kazandıran şeydir, ancak aynı zamanda sadece bir katman doğru değilse işlerin ters gidebileceği anlamına da gelir. 

Başlangıçtaki küçük bir hata, bitmiş parçanın mukavemetini, doğruluğunu veya genel kalitesini etkileyebilir. Bu nedenle daha fazla üretici, süreci gerçekleştiği sırada takip etmek için bilgisayarla görmeye yöneliyor.

Kameralar her yeni katmanın görüntülerini yakalayabilir. Bu görüntüler çarpıklık, boşluklar veya eksik malzeme gibi kusurlar için anında kontrol edilir. Sorunları erken tespit etmek, başarısız baskıların önlenmesine yardımcı olur ve israfı azaltır. Birçok sistem, şekil veya dokudaki ince değişiklikleri tespit etmek için eğitilmiş yapay zeka destekli modeller kullanır. Bir şey yanlış görünüyorsa, sistem operatörü hemen uyarır.

Örneğin Phase3D'yi ele alalım. Yerinde izleme sistemi, basılan her katmanı olması gerektiği gibi karşılaştırmak için yapılandırılmış ışık ve bilgisayar görüşü kullanıyor. Eğer bir uyumsuzluk varsa, sistem bunu hemen işaretliyor.

Şekil 2. 3D baskıyı izlemek için ışık ve bilgisayar görüşü kullanımı.

Operatörler bu anormallikleri bilinen arıza modelleriyle ilişkilendirerek baskı bitmeden harekete geçebilir. Bu, özellikle hassasiyet ve güvenilirliğin kritik olduğu havacılık ve savunma gibi sektörlerde etkilidir. Ayrıca izlenebilirliği artırır ve daha verimli, ölçeklenebilir üretimi destekler.

3D yazıcı hata tespiti için bilgisayar görüşü

Katmanları tam olarak hizalamanın yanı sıra, baskı malzemelerinin akışı da 3D baskılı bir parçanın nihai kalitesinde büyük rol oynar. Çok fazla veya çok az malzeme biriktirilirse veya tam olarak olması gereken yere inmezse, bir dizi soruna yol açabilir.

3D baskı ile ilgili bazı yaygın sorunlar, parçalar arasında ince malzeme şeritlerinin oluştuğu tel çekme; katmanlar düzgün bir şekilde bağlanmadığında delaminasyon; ve yeterli malzemenin yerleştirilmediği yetersiz ekstrüzyondur. Bu sorunlar parçayı zayıflatabilir veya tamamen arızalanmasına neden olabilir.

Bilgisayarlı görüş modelleri, her katmanı gerçek zamanlı olarak izleyerek bu sorunu çözmeye yardımcı olur. Kameralar ve sensörler malzemenin nasıl yerleştirildiğini takip ederek şekil, akış veya yüzey dokusundaki değişiklikleri anında yakalıyor. Temel sistemler sorunları erkenden tespit edebilirken, daha gelişmiş kurulumlar hız veya akış hızı gibi ayarları değiştirerek sorunları baskı ortasında çözebilir.

Görüntü kontrollü püskürtmeyi keşfetme

Örneğin, MIT, Inkbit ve ETH Zürih'ten araştırmacılar tarafından geliştirilen bir sistem, baskı yüzeyini sürekli olarak taramak için dört yüksek hızlı kamera ve iki lazer kullanıyor. 16.000 nozül reçine biriktirirken, sistem her katmanı dijital tasarımla karşılaştırıyor ve gerektiğinde anında düzeltmeler yapıyor, bu işlem görüntü kontrollü püskürtme olarak biliniyor.

Şekil 3. Baskı yüzeyinin gerçek zamanlı olarak taranması.

Bu sistem aynı zamanda destek malzemesi olarak balmumu kullanıyor ve baskıdan sonra eritilerek karmaşık iç kanalları geride bırakabiliyor. Yumuşak parmaklara ve sert parçalara sahip robotik bir el ya da yürüyebilen ve nesneleri kavrayabilen altı bacaklı bir robot gibi tamamen işlevsel nesneleri basmak için zaten kullanıldı. Sadece hataları tespit eden daha basit sistemlerin aksine, bu sistem hataları anında düzelterek yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli baskı için daha güvenilir hale getiriyor.

Yapay zeka ile 3D baskı süreci optimizasyonu

Bazen, özellikle büyük ölçekli üretim veya 3D baskı servis merkezlerinde, tek bir partide binlerce parça basılır. Baskıdan sonra, bu parçaların tanımlanması, sıralanması ve işlenmesi gerekir; bu da zaman alıcı olabilir ve manuel olarak yapılırsa karışıklıklara neden olabilir.

Bilgisayar görüşü, parçaları hızlı ve doğru bir şekilde tanıyıp sınıflandırarak bu aşamanın otomatikleştirilmesine yardımcı olur. Örneğin AM-Vision sistemi, basılan her nesneyi CAD modeliyle karşılaştırmak için kameralar ve geometri eşleştirme teknolojisi kullanır. Sistem parçaları sadece birkaç saniye içinde tanımlayabilir ve sınıflandırabilir.

Şekil 4. 3D parça tanıma ve sıralama için bilgisayarla görmenin uygulanması.

Baskı sonrası görevlerin otomatikleştirilmesi iş akışlarını hızlandırır, el işçiliğini azaltır ve tasnif ve paketlemede hata riskini en aza indirir. Tanımlamanın ötesinde, bazı sistemler parçaları kürleme, temizleme veya montaj gibi ek adımlar için gruplandırarak üretim sürecinde verimliliği ve tutarlılığı daha da artırabilir.

Vision AI destekli 3D baskı izlemede ortaya çıkan trendler

Vision AI, 3D baskı ile daha entegre hale geldikçe, üretimin işleyişinde büyük değişikliklere yol açıyor. İşte artan etkisini vurgulayan bazı temel trendler:

  • Işıklar sönük üretim: Fabrikalar, çok az insan müdahalesi gerektiren veya hiç gerektirmeyen tam otomatik operasyonlara doğru ilerliyor. Yapay zeka, bilgisayar görüşü ve robotik; denetim, tasnif ve parça takibi gibi görevleri yerine getirerek günün her saati üretimi daha uygulanabilir hale getiriyor.

  • Hızlı pazar büyümesi: Küresel 3D baskı pazarının 2034 yılına kadar 134,58 milyar dolara ulaşması bekleniyor. Bu büyüme, otomasyon ve Vision AI araçlarındaki gelişmelere bağlıdır.
  • Kestirimci bakım: Görüntü sistemleri zaman içinde yazıcı performansını izleyebilir ve arıza süresine neden olmadan önce aşınma veya arıza belirtilerini tespit edebilir. Bu, üretimin sorunsuz bir şekilde devam etmesini sağlar ve beklenmedik onarımları azaltır.
  • Uzaktan izleme ve kontrol: Yapay zeka destekli kamera sistemleri, operatörlerin baskı ilerlemesini takip etmesine ve her yerden uyarı almasına olanak tanır. Esnek üretimi ve daha iyi yanıt sürelerini destekler.

Önemli çıkarımlar

Bilgisayarla görme, 3D baskı sürecinin her aşamasını iyileştirmeye yardımcı olabilir. Hataları erken tespit eder, baskıları gerçek zamanlı olarak izler ve süreç içi ayarlamaları destekler. Bu özellikler daha iyi parça kalitesi, daha az arıza ve daha düşük üretim maliyetleri sağlar.

Akıllı teknolojiler fabrikalarda daha yaygın hale geldikçe, bilgisayar görüşü ekiplere daha iyi kontrol sağlar ve daha verimli ölçeklendirmelerine yardımcı olur. Havacılık, sağlık ve tüketim malları gibi sektörler, katı kalite ve performans standartlarını karşılamak için halihazırda bu araçlara güveniyor.

Yapay zekayı gerçek zamanlı görsel geri bildirimle birleştirerek 3D baskı daha tutarlı, verimli ve otomatik hale geliyor ve daha akıllı üretimin önünü açıyor.

Kendi yapay görme projelerinizi mi oluşturmak istiyorsunuz? Yapay zekanın derinliklerine inmek ve lisanslama seçeneklerimize göz atmak için GitHub depomuzu keşfedin. Çözüm sayfalarımızı ziyaret ederek sağlık hizmetlerinde bilgisayarla gör menin verimliliği nasıl artırdığını öğrenin ve perakendede yapay zekanın etkisini keşfedin! Büyüyen topluluğumuza şimdi katılın!

LinkedIn logosuTwitter logosuFacebook logosuKopya-bağlantı sembolü

Bu kategoride daha fazlasını okuyun

Yapay zekanın gelecekteki
adresini birlikte inşa edelim!

Makine öğreniminin geleceği ile yolculuğunuza başlayın