与传统制造方法相比，3d打印制造的物品更轻、更坚固，也更复杂。但在3d打印改变大多数设备的生产之前，还必须克服一些技术挑战。
市售的打印机通常仅提供高速，高精度或高品质的材料。他们很少提供所有三个，将其用作作为制造工具限制。如今，3-D印刷主要用于特殊零件的原型制作和低批量生产。
现在，麻省理工学院（MIT）的一家初创公司Inkbit正致力于将3D打印的所有好处带到一系列以前从未打印过的产品上——它的目标是在那些会从根本上扰乱各种行业生产流程的产品上实现这一目标。
该公司通过将其多电影喷墨3-D打印机与机器视觉和机器 - 学习系统配对来实现这一点。视觉系统全面扫描每个物体的层，因为它正在打印以实时打印以纠正错误，而机器学习系统使用该信息来预测材料的翘曲行为并制作更准确的最终产品。
Inkbit的联合创始人兼首席执行官Davide Marini博士说:“该公司诞生于赋予3d打印机眼睛和大脑的想法。”
这个想法开启了Inkbit机器的一系列应用。该公司表示，与其他打印机相比，它可以更准确地打印更灵活的材料。如果在打印区域放置一个物体，包括计算机芯片或其他电子元件，机器可以精确打印周围的材料。当一个对象完成时，机器会保存一个数字副本，用于质量保证。
Inkbit仍是一家处于起步阶段的公司。它目前有一台可操作的生产级打印机。但该公司将在今年晚些时候开始销售印刷产品，首先是与强生公司(Johnson and Johnson)合作，然后在明年销售打印机。如果Inkbit能够利用目前销售医疗设备、消费品和汽车零部件的公司的兴趣，那么在未来几年内，从牙科对准器到工业工具和睡眠呼吸暂停口罩，该公司的机器将在一系列数十亿美元的市场中发挥领先的生产作用。
“每个人都知道3-D印刷的优势是巨大的，”Marini说。“但大多数人都在经历采用它的问题。这项技术还没有那里。我们的机器是第一个可以学习材料属性并预测其行为的人。我相信它将是变革性的，因为它将使任何人能够非常快速地从想法到可用的产品。它为每个人开辟了商机。“
有潜力的打印机
目前最常用的印刷材料也是当前制造过程中最常用的。包括橡胶状材料，例如硅树脂，以及高温材料，如环氧树脂，这些材料通常用于绝缘电子和各种消费，健康和工业产品。
这些材料通常难以打印，导致分布不均匀和印刷过程失败，如堵塞。它们还倾向于随着时间的推移在边缘处收缩或圆。Inkbit联合创始人Wojciech Matusik，电气工程和计算机科学副教授，哈维尔·拉莫斯BS'12 SM '14，Wenshou Wang和KirilVidimčeSm'14一直在Matusik的几年内致力于这些问题计算装饰集团在计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）。
2015年，联合创始人是一群研究人员创建了一个相对低成本、精确的三维打印机利用机器视觉，可以一次打印出创纪录的10种材料。这一壮举引起了许多有意将生产转移到3D打印的大公司的注意，第二年，四名工程师得到了Deshpande中心的支持，将他们将机器视觉与3D打印结合的想法商业化。
在麻省理工学院，Matusik的研究小组使用一个简单的3d扫描仪来跟踪机器的进展。对于Inkbit的第一台打印机，创始人想要显著改善机器的“眼睛”。他们决定使用光学相干断层扫描(OCT)扫描仪，这种扫描仪使用长波长的光来透视材料的表面，并以相当于人类头发宽度的分辨率扫描材料层。
由于OCT扫描仪传统上只被眼科医生用于检查患者的眼睛表面以下，唯一可用的3d打印部分扫描速度太慢因此，正如Marini所描述的那样，Inkbit的团队“全力以赴”，打造了一个定制的OCT扫描仪，他说，这款扫描仪的速度是目前市场上任何其他扫描仪的100倍。
当打印和扫描层时，该公司的专有机器 - 视觉和机器学习系统可以实时纠正任何错误，并主动补偿叶片材料的翘曲和收缩行为。这些过程进一步扩展了通过卸下一些其他打印机使用的滚筒和刮刀来打印的材料范围，以确保精确，这在与难以打印的材料一起使用时倾向于堵塞。
该系统的设计初衷是允许用户在同一台机器上进行原型设计和制造新产品。Inkbit目前的工业打印机有16个打印头，可以制造多材料部件和一个打印块，足够每年生产几十万个拳头大小的产品(或更小数量的更大产品)。这台机器的非接触式喷墨设计意味着增加后续迭代的尺寸将像扩大打印块一样简单。
Matusik说:“以前，人们可以用多材料打印机制造原型，但他们不能真正制造最终部件。”他指出，Inkbit部件的后处理可以完全自动化。“这是任何其他制造方法都不可能实现的。”
Inkbit机器的新功能意味着，创始人想要打印的一些材料是不可用的，所以该公司创造了一些自己的化学物质，将产品的性能推向极限。明年，Inkbit公司将推出一种专利系统，用于在打印前混合两种材料。两部分化学混合系统将允许公司打印更广泛的工程级材料。
作为Inkbit的战略合作伙伴，强生公司正在收购首批打印机之一。的麻省理工学院启动Exchange加速器（STEX25）也有助于将Inkbit曝光给Amgen，Asics，Bae Systems，Bosch，Chanel，Lockheed Martin，Medtronic，Novartis等领先公司。
今天，创始人花了很多时间教育产品设计团队，以前从未在3-D打印产品之前，更不用说将电子元件融入3-D印刷品。
设计师和发明家充分利用集成、多材料3D打印所带来的可能性可能还需要一段时间。但就目前而言，Inkbit正在努力确保，当未来到来时，最有想象力的人将拥有一台机器。
“这是其中一些在迄今为止的时间，”Matusik说。“我认为看看人们如何为最终产品使用它会非常令人着迷。”
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