Senvol展示基于機(jī)器學(xué)習(xí)的全新3D打印材料許用值方法

2023年9月1日,，南極熊獲悉,，增材制造數(shù)據(jù)專家Senvol展示了一種新穎的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）材料許用值方法。該軟件可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)材料性能,。

△Senvol為AMMP計(jì)劃制作的樣本

研發(fā)技術(shù)背景

該合同將應(yīng)用其機(jī)器學(xué)習(xí)軟件Senvol ML來(lái)促進(jìn)3D打印材料性能許用值的快速開發(fā),。這項(xiàng)工作是作為美國(guó)政府合同W911NF-20-9-0009的一部分進(jìn)行的。

據(jù)稱,，該公司的方法比傳統(tǒng)的金屬材料性能開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化（MMPDS）材料允許開發(fā)方法更具成本效益,、靈活且省時(shí)。

作為該計(jì)劃的一部分,，Senvol與EWI和Pilgrim Consulting合作,。私人非營(yíng)利研發(fā)（R&D）公司Battelle和洛克希德·馬丁公司LM研究員Hector Sandoval擔(dān)任技術(shù)顧問(wèn)。該合同由國(guó)家制造科學(xué)中心（NCMS）通過(guò)AMMP其它交易協(xié)議（OTA）計(jì)劃進(jìn)行管理,，旨在促進(jìn)制造業(yè)的創(chuàng)新和合作,。

Senvol總裁Annie Wang評(píng)論道：“材料允許開發(fā)是一項(xiàng)非常昂貴且耗時(shí)的工作，”Senvol總裁Annie Wang評(píng)論道,�,！癝envol的計(jì)劃非常成功地展示了一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的增材制造允許開發(fā)的新方法。我們對(duì)結(jié)果非常滿意,，并期待繼續(xù)在這一前沿領(lǐng)域開展工作,。”

NAVAIR飛行器工程師退休首席科學(xué)家兼Pilgrim Consulting LLC總裁William E. Frazier博士補(bǔ)充道：“我很高興加入Senvol的團(tuán)隊(duì)參與該項(xiàng)目,。Senvol的機(jī)器學(xué)習(xí)方法直接解決了一個(gè)主要的行業(yè)挑戰(zhàn)：快速且經(jīng)濟(jì)高效地開發(fā)增材制造材料性能許用值,。”

△數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件,，用于分析增材制造工藝參數(shù)與材料性能之間的關(guān)系

Senvol ML軟件的功能包括

●前向預(yù)測(cè): 根據(jù)一組給定的工藝參數(shù)預(yù)測(cè)機(jī)械性能(例如疲勞壽命),；
●反演: 當(dāng)給定目標(biāo)機(jī)械性能(例如目標(biāo)拉伸強(qiáng)度)時(shí)，軟件確定使用哪些工藝參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo),；
●機(jī)器學(xué)習(xí):軟件從以前的數(shù)據(jù)集中"學(xué)習(xí)"，并將這些“學(xué)習(xí)”應(yīng)用到新的數(shù)據(jù)集中,，從而減少未來(lái)所需的數(shù)據(jù)量并提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,；
●推薦數(shù)據(jù)收集:軟件智能地向用戶推薦需要哪些額外的數(shù)據(jù)點(diǎn)，來(lái)提高預(yù)測(cè)精度《即引導(dǎo)用戶生成更小的,、有針對(duì)性的數(shù)據(jù)集》,，從而節(jié)省時(shí)間和金錢。

△Senvol Logo

關(guān)于ML優(yōu)化材料的一些細(xì)節(jié)

雖然增材制造具有輕量化和高效設(shè)計(jì)生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì),，但Senvol公司聲稱這些優(yōu)勢(shì)受到了許可開發(fā)的時(shí)間和高成本要求的限制,。

為了獲取開發(fā)所需的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),，需要投入較多的成本用于材料的采購(gòu)和加工。因此,，每當(dāng)流程發(fā)生重大變化時(shí),，通常需要重新生成所有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這使得增材制造工藝在最初實(shí)施期間以及長(zhǎng)期來(lái)看（當(dāng)3D打印過(guò)程不可避免地發(fā)生變化時(shí)）成本高昂且耗時(shí),。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,，Senvol展示了一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行材料允許開發(fā)的新方法。該項(xiàng)目以17-4PH不銹鋼材料為中心,，通過(guò)粉末床熔融3D打印機(jī)進(jìn)行加工,。

該計(jì)劃利用Senvol的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件來(lái)支持增材制造工藝的鑒定，以開發(fā)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的與材料允許值相當(dāng)?shù)牟牧蠈傩�,。這種軟件實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo),，并優(yōu)化了數(shù)據(jù)生成要求。

Senvol表示,，這種機(jī)器學(xué)習(xí)方法非常靈活,，可以處理增材制造流程的變化。實(shí)際上,，該公司的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件可以應(yīng)用于任何增材制造工藝,、任何3D打印機(jī)和任何材料，使其非常適合長(zhǎng)期使用,。

Senvol總裁Zach Simkin解釋道：“機(jī)器學(xué)習(xí)在3D打印制造工藝和材料開發(fā)中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,。這已經(jīng)被工業(yè)界采用，并且是可行的成果,。然而,，專門用于材料允許開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)仍在進(jìn)行中�,！�

他補(bǔ)充道：“我很高興我們現(xiàn)在已經(jīng)成功地演示了機(jī)器學(xué)習(xí)方法在許用值方面的應(yīng)用,，一次是在這個(gè)項(xiàng)目中使用金屬合金并與MMPDS進(jìn)行比較，一次是在由America Makes資助的先前項(xiàng)目中使用聚合物材料并與CMH-17進(jìn)行比較,，但還需要更多的研究,。”

Simkin：“好處是巨大的,，我們期待繼續(xù)與政府和行業(yè)合作,，推進(jìn)這一領(lǐng)域的工作。需要指出的是,，該項(xiàng)目并未制定真正的許可標(biāo)準(zhǔn),。此外，預(yù)算和程序上的限制意味著項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)必須做出一些簡(jiǎn)化的決策,�,！�

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)在制造業(yè)中的應(yīng)用不斷發(fā)展,，我們可以期待看到更多創(chuàng)新的解決方案和技術(shù)的出現(xiàn)。這將推動(dòng)制造業(yè)向更智能,、高效和可持續(xù)的方向發(fā)展,，為未來(lái)的制造業(yè)帶來(lái)更多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。