ИИ берет управление на себя: LLM исправляют сбои 3D-печати в реальном времени
Технология послойной экструзии остается самым популярным методом 3D-печати, но при этом отличается высокой долей брака. По оценкам исследователей, неудачей заканчивается до 41% печатных заданий, а примерно 26% ошибок связаны с человеческим фактором. Традиционные системы контроля либо работают по жестким правилам и чувствительны к изменениям условий, либо требуют больших обучающих массивов данных и сложной настройки под каждую машину.
Команда из Университета Карнеги – Меллона предложила иной путь: интегрировать в контур управления принтером мультимодальную большую языковую модель (LLM). Алгоритм анализирует изображения с камер и параметры оборудования, определяет возможные дефекты и через API самостоятельно корректирует настройки. При этом модель не обучали на специализированной базе дефектов – используется контекстное обучение и продуманная система запросов.
Прототип был реализован на базе прошивки Klipper и протестирован на принтерах Creality Ender 3 и Ender 5 Plus, оснащенных двумя камерами. После печати каждого слоя процесс приостанавливался, изображения отправлялись системе ИИ-агентов, которые меняли скорость, подачу материала, температуру сопла и другие параметры.
Разработка успешно выявляла типичные проблемы: нестабильную экструзию, стрингинг, деформации и слабую адгезию слоев. Механические испытания показали заметный прирост прочности напечатанных образцов – в отдельных случаях предельная нагрузка увеличивалась пятикратно.
Авторы признают, что анализ одного слоя занимает 15-45 секунд, а некоторые дефекты по-прежнему сложно компенсировать. Тем не менее они считают, что подобные ИИ-системы способны существенно снизить трудозатраты и со временем стать стандартным программным обновлением для экструзионной 3D-печати.
«Росатом» разработал три новых национальных стандарта в области аддитивных технологий
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) утвердило три новых национальных стандарта в области технологий аддитивного производства, разработанных предприятиями Топливного дивизиона «Росатома». Стандарты разработаны впервые и вступят в силу с 1 июля 2026 года.
Три новых стандарта (ГОСТ Р 72500-2025, ГОСТ Р 72501-2025, а также ГОСТ Р 72499–2025) определяют технические характеристики и требования к производству различных материалов для 3D-печати – титановой и стальной проволоки, а также металлических порошков из нержавеющей стали. Изделия из этих материалов, изготовленные методом аддитивного производства, имеют широкие перспективы применения в наиболее высокотехнологичных отраслях – авиакосмической, атомной, медицинской и др.
Таким образом, «Росатом» продолжает системную работу по формированию нормативной базы для технологий и 3D-печати в России. Сегодня в стране действует более 50 стандартов аддитивного производства для производства деталей для атомной и машиностроительной отрасли, судостроения, металлургии, нефтехимии, аэрокосмической и других отраслей, большая часть которых разработана предприятиями Топливного дивизиона «Росатома» (управляющая компания – АО «ТВЭЛ»).
«Внедрение единых стандартов – ключевой шаг для перехода от экспериментального прототипирования отдельных деталей и компонентов к эффективному серийному выпуску промышленной продукции с использованием аддитивного производства. (...) Наличие единых стандартов в активно развивающейся аддитивной отрасли не только устанавливает общие «правила игры» для всех участников, но и ускоряет производственные процессы, позволяя инженерам и конструкторам сосредоточиться на создании изделий, а не на бюрократических процедурах», – отметил директор бизнес-направления «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома» Илья Кавелашвили.
Технология CRAFT: новые возможности создания анатомических моделей
Ученые Техасского университета в Остине совместно с Sandia и другими национальными лабораториями США разработали технологию 3D-печати CRAFT (Crystallinity Regulation in Additive Fabrication of Thermoplastics), позволяющую получать изделия с точно заданными механическими и оптическими свойствами на уровне пикселя. Метод основан на доступных материалах и недорогих DLP/LCD-принтерах стоимостью около $1000.
Технология использует жидкую смолу на основе циклооктена, которая отверждается за счет проекции градаций серого света. Изменяя интенсивность засветки, исследователи управляют молекулярной структурой полимера и, соответственно, его твердостью и прозрачностью. Таким образом из одного исходного материала можно формировать участки разной жесткости – от мягких до твердых – в рамках единой детали.
В качестве демонстрации была создана модель человеческой кисти с зонами, имитирующими кожу, связки, сухожилия и кости. В отличие от существующих решений, требующих сложных струйных систем и заранее заданных комбинаций материалов, CRAFT формирует интегрированные структуры без проблем адгезии между слоями. Благодаря новым возможностям создания точных анатомических моделей метод особенно перспективен для обучения.
Помимо медицины, технология может применяться для создания ударопоглощающих материалов, элементов защиты и биоинспирированных конструкций. Среди недостатков CRAFT – использование смол на основе циклооктена (что ограничивает универсальность и биосовместимость), неполная перерабатываемость и необходимость дальнейшей валидации свойств для клинического применения.
Москва укрепляет позиции в сфере 3D-печати для промышленности
Сегодня созданием оборудования для аддитивных технологий занимается более 25 столичных компаний. Они выпускают принтеры и комплектующие, материалы для печати, разрабатывают специализированное программное обеспечение, а также оказывают услуги аддитивного производства, работая как фермы 3D-печати.
Не менее важна и подготовка будущих кадров: около 100 учеников инженерных классов в прошлом году увидели в особой экономической зоне «Технополис Москва» на площадке компании-резидента «Аддитивный инжиниринг», как работают промышленные 3D-принтеры, и узнали, как можно восстановить уникальную деталь, которой больше нет в производстве.
Московские разработки востребованы по всей стране. Так, в конце прошлого года принтер столичного производителя успешно внедрили в Институте машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
«Аддитивные технологии очень важны: они снижают массу изделий, оптимизируют расход материалов, сокращают сроки производства. При этом продукцию можно изготавливать по индивидуальным размерам, сложной формы, из вторичного сырья и на собственной производственной площадке», – отметил мэр Москвы Сергей Собянин.
В США испытывают 3D-принтер для печати бетоном под водой
Строительство в морской среде традиционно связано с высокими затратами и техническими сложностями: глубина, давление и ограниченная видимость значительно усложняют монтаж и ремонт подводной инфраструктуры. Исследователи Корнеллского университета предлагают альтернативу – возводить конструкции непосредственно на морском дне с помощью 3D-печати бетоном, без изготовления элементов на суше и их последующей установки.
Проект стартовал в 2024 году при поддержке агентства DARPA. В рамках годового конкурса командам предстоит напечатать бетонную арку под водой. В 2025 году корнеллская группа получила грант $1,4 млн при условии выполнения технических этапов и сейчас соревнуется с пятью другими коллективами.
Ключевое требование – использовать преимущественно донные отложения с минимальным добавлением цемента. Это снижает логистические издержки, но создает новые вызовы: ранее никто не применял морской грунт для 3D-печати строительным бетоном. Дополнительная проблема – «вымывание» цемента в воде, ухудшающее прочность. Противоразмывные добавки повышают вязкость смеси, затрудняя ее перекачку и экструзию, поэтому ученым приходится балансировать между текучестью и устойчивостью формы.
Испытания проводятся в водяном резервуаре университетской лаборатории, а для реальных условий разрабатываются сенсорные системы и роботизированное управление, поскольку после взмучивания осадка видимость под водой почти исчезает.
Проект демонстрирует потенциал аддитивной технологии для строительства с целью создания морской инфраструктуры с меньшим воздействием на окружающую среду и сниженной логистической нагрузкой.
