金屬3D打印+AI=制造業革命？多大華人教授團隊科研新突破
過去，3D打印金屬零件常常意味著高成本、慢效率。想要打印一個質量穩定的部件，工程師往往要通過無數次試驗調試激光功率和溫度，才能找到最合適的打印方案。但現在，想象一下，如果制造一枚復雜的金屬零件，不再需要高昂的試驗成本和漫長的調整時間，而是像“開掛”一樣，僅需一小時就能精準完成設計—— 這正是多大應用科學與工程學院材料工程系的鄒宇（Yu Zou）教授帶領的團隊正在推動的一項突破性研究。
精準又高效：
金屬3D打印也能“自學成才”
鄒宇教授帶領研究團隊研發出了一套全新的機器學習框架AIDED（Accurate Inverse process optimization framework in laser Directed Energy Deposition），該框架可理解為“激光定向能量沉積精確反向優化框架”。
聽上去很學術？
讓我們用一句話解釋它的厲害之處：
這個AI系統可以預測金屬在3D打印過程中如何熔化與凝固，從而自動計算出最優打印參數，大幅減少試錯時間，提升打印成品的精度與穩定性，讓金屬3D打印真正實現“快、準、省”。
目前，這項研究已發表于《Additive Manufacturing》國際期刊上。研究團隊表示，這項技術未來可廣泛應用于航空航天、生物醫療、汽車、核能等行業，助力打造更精準、更可靠的高性能零部件。
作為該研究的第一作者，博士研究生尚笑（Xiao Shang）指出：
“ 目前，激光定向能量沉積（DED）——這一關鍵金屬3D打印技術的廣泛應用，正受到試錯成本高昂的限制。而我們開發的AIDED框架，能夠根據不同行業的具體需求，快速識別出最優工藝參數，大大提高效率并降低成本。”
什么是金屬3D打印？
AIDED 到底解決了什么問題？
金屬3D打印通過高能激光將金屬粉末一層層熔合，直接根據數字模型“打印”出零部件。相較于傳統切割、鑄造或機加工方式，它能節省材料、提升定制能力，是未來制造趨勢。近年來，金屬3D打印已被廣泛應用于航空、汽車、生物醫療、核能等高精度制造領域。
鄒宇教授表示，普通的金屬3D打印技術在現實應用中仍面臨兩大難題：
打印速度與精度難以兼顧：打印條件稍有波動，最終成品質量就可能不穩定。
材料參數復雜：不同金屬對激光功率、掃描速度、溫度等參數的要求都不同，要找到合適“配方”非常耗時。
而AIDED框架的出現，正是為了解決這些難題 —— 用AI算法，破解傳統制造中的“試錯困境”。
靈感來自“自然選擇”：
AIDED如何工作？
AIDED的核心原理，是一個由進化算法驅動的閉環優化系統，模擬自然選擇過程以尋找最優工藝參數：
首先，系統通過模擬“進化”的遺傳算法生成多個打印參數組合；
然后，用機器學習模型預測每組參數的打印效果；
接著持續優化迭代，不斷篩選出最優解，直到找到最佳設置。
這種“閉環式”的自我優化機制，讓AIDED不到一小時就能完成復雜金屬零件的打印參數配置，還能準確預測打印出的幾何形態。
尚笑補充道：
“ 這項技術不僅運行速度快，而且適用于多種金屬材料。”
下一步目標：
“自駕”3D打印？
目前，鄒宇教授帶領的團隊正在著手開發一個更強大的 “自主駕駛“3D打印系統——像無人駕駛汽車一樣，AIDED系統未來將可以在最小化人工干預的情況下，實現3D打印全自動運行：
實時識別潛在打印缺陷
風險預警，問題未發先知
自動調整參數，確保生產質量
“這項技術將使高效制造成為現實，”鄒宇教授表示，“并且對不同材料、不同幾何結構的產品都具有適應性，真正改變傳統制造行業。”
研究團隊希望AIDED可以成為推動工業從傳統制造邁向智能3D打印的關鍵一步。
無論是用于精密醫療器械、航空發動機零件、汽車組件，還是核能系統，工業界都需要一種低成本、高精度、高效率的解決方案。
到2030年，3D打印有望徹底重塑多個高精度制造行業。
讓我們持續關注這項前沿研究，共同見證 AI 與工程如何融合創新，引領智能制造新時代！
(責任編輯：admin)
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