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虚拟现实作为通过数字阴影监控增材制造过程的工具
我们提出了一种数据采集和可视化流程，使专家能够在沉浸式虚拟现实中监控增材制造过程，特别是激光金属线沉积 (LMD-w) 过程。我们的虚拟环境由 LMD-w 生产现场的数字阴影组成，并丰富了静态和手持虚拟显示器上显示的额外测量数据。用户可以通过增强的传送功能探索生产现场，这些功能使他们能够改变其比例以及距地面的高度。在一项有 22 名参与者的探索性用户研究中，我们证明我们的系统通常适用于监督 LMD-w 过程，同时产生较低的任务负荷和网络晕动症。因此，它是向成功应用虚拟现实技术在相对年轻的增材制造领域迈出的第一步。
增材制造中打印质量预测的光谱特征分析：基于声学的方法
摘要：增材制造 (AM) 工艺中的质量预测至关重要，特别是在航空航天、生物医学和汽车等高风险制造业。声学传感器已成为一种有价值的工具，可通过分析特征和提取独特特征来检测打印图案的变化。本研究重点关注熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印样品立方体 (10 mm × 10 mm × 5 mm) 的声学数据流的收集、预处理和分析。以 10 秒为间隔提取不同层厚度的时域和频域特征。使用谐波-打击源分离 (HPSS) 方法对音频样本进行预处理，并使用 Librosa 模块对时间和频率特征进行分析。进行了特征重要性分析，并使用八种不同的分类器算法（K最近邻（KNN）、支持向量机（SVM）、高斯朴素贝叶斯（GNB）、决策树（DT）、逻辑回归（LR）、随机森林（RF）、极端梯度提升（XGB）和轻梯度提升机（LightGBM））实施机器学习（ML）预测，以基于标记数据集对打印质量进行分类。使用具有不同层厚度的三维打印样品（代表两种打印质量水平）生成音频样本。从这些音频样本中提取的频谱特征作为监督ML算法的输入变量，以预测打印质量。调查显示，频谱平坦度、频谱质心、功率谱密度和RMS能量的平均值是最关键的声学特征。使用包括准确度分数、F-1分数、召回率、精确度和ROC / AUC在内的预测指标来评估模型。极端梯度提升算法脱颖而出，成为最佳模型，预测准确率为 91.3%，准确率为 88.8%，召回率为 92.9%，F-1 得分为 90.8%，AUC 为 96.3%。这项研究为使用熔融沉积模型进行基于声学的 3D 打印部件质量预测和控制奠定了基础，并可扩展到其他增材制造技术。
为期 5 天的 GIAN 可持续制造技术课程：增材制造、
增材制造 (AM)，也称为 3D 打印，是一种基于数字模型逐层添加材料来制造零件的过程。这种创新技术可以生产具有复杂几何形状的组件，而这些组件是传统制造方法难以或无法实现的。因此，AM 可以使用轻量化和高效的设计来减少材料消耗和能源使用。与传统产品相比，AM 具有显著的优势，例如减少材料浪费、缩短生产时间、轻松定制产品甚至提供更出色的功能。此外，AM 的按需生产能力减少了库存和运输需求，从而减少了相关的碳排放。AM 技术凭借上述与材料效率、能源效率和本地化生产相关的优势，认识到其与未来制造业的相关性，近年来发展迅速，并被航空航天、医疗保健和汽车等各个行业广泛采用，彻底改变了产品的设计、制造和分销方式。
关岛增材材料与制造业计划...
然而，该计划的基础仍然是在关岛建立一个卫星校园，与关岛大学和美国本土一所以其在制造业教育和技术研究方面的领先地位而闻名的大学合作。这一战略发展为该地区带来了尖端的培训机会，并辅以方圆数千英里内唯一的工业零件检测实验室。因此，教育需要支持零件检测培训，以建立主要的先进制造企业，确保岛上生产的每个部件都符合既定的质量标准。通过为国防和关键商业部门提供现场生产和即时验证零件，该项目有望重塑关岛的经济前景。
功能梯度材料增材制造的机器学习
摘要：增材制造 (AM) 是一种变革性的制造技术，能够根据 3D 建模数据逐层直接制造复杂部件。在 AM 应用中，功能梯度材料 (FGM) 的制造具有重要意义，因为它有可能提高多个行业的组件性能。FGM 是通过不同材料之间的梯度成分过渡制造的，从而能够设计具有位置相关机械和物理特性的新材料。本研究全面回顾了有关在 AM 中实施机器学习 (ML) 技术的已发表文献，重点介绍了基于 ML 的 FGM 制造工艺优化方法。通过对文献的广泛调查，本综述文章探讨了 ML 在解决 FGM 制造固有挑战中的作用，并涵盖了参数优化、缺陷检测和实时监控。本文还讨论了在 FGM 的 AM 制造中采用基于 ML 的方法的未来研究方向和挑战。
增材制造要点 (NOCTI-美国制造)
安全 • 展示对增材制造加工相关危害的理解 • 解释增材制造所需的个人防护设备 (PPE) • 展示对增材制造中危险通报和标签的了解 • 讨论维护和锁定/挂牌程序 基础知识 • 解释增材制造的应用并识别使用 AM 零件的行业 • 使用 ASTM 标准解释增材制造流程 • 使用 ASTM 标准展示对关键增材制造术语的了解 • 比较增材制造和传统制造的优缺点 • 展示对质量基础的了解 设计 • 讨论增材制造设计的优势和劣势 • 展示对增材制造设计注意事项的理解 • 展示对设计策略和逆向工程的了解
铂族金属在大气脱碳中的作用：增材制造的前景
摘要。铂族金属 (PGM) 一直是汽车催化剂排放控制的前沿，通过提供零排放能源，可能成为净零议程背后的驱动力。文献表明，增材制造 (AM) 的多功能性可用于生产复杂的分层结构，从而增加汽车催化剂、燃料电池 (FC) 和电池中 PGM 的活性催化位点，从而提高运行效率。事实证明，PGM 负载较低的 FC 和电池的性能优于 PGM 负载较高的传统制造能源设备。AM 固有的超本地按需特性可用于破坏传统的多种能源消耗的碳密集型供应链，从而减少大气中的碳排放。AM 和 PGM 之间的协同作用极大地促进了 FC 和电池运行性能的提高，迫使一些国家开始将其能源系统迁移到环保型能源系统。
采用先进热固性和热塑性材料进行大规模增材制造
问题虽然热塑性材料广泛应用于增材制造 (AM)，并已显示出强度高、重量轻和生产成本相对较低等优势，但它们也具有某些缺点，例如熔化温度较低以及在长期应力负荷下容易拉伸和变弱。由于熔丝制造 (FFF) 和熔粒制造 (FGF) 等方法只能处理热塑性材料，因此迫切需要开发新的挤出方法来处理具有低热膨胀系数 (CTE) 的热固化热固性材料，以用于高强度和高温应用。即使是当今最先进的打印机产品也存在差距，禁止使用工业和军事相关应用中常见的高级热固性复合材料。
