这家公司给3D打印机装上了“眼睛”和“大脑”

       用3D打印制作的物体比传统制造方法制造的物体更轻，更强，更复杂。 但是，在3D打印改变大多数设备的生产之前，必须克服一些技术挑战。商业上可用的打印机通常只提供高速、高精度或高质量的材料.它们很少提供所有这三种产品，这限制了它们作为制造工具的用途。目前，3D打印主要用于特种零件的原型制作和小批量生产.

         现在，麻省理工学院的一家初创公司Inkbit正致力于将3D打印的所有好处应用到一系列以前从未打印过的产品上-它的目标是将这些产品的数量从根本上扰乱各个行业的生产过程。该公司正在通过将其多功能喷墨3D打印机与机器视觉和机器学习系统配对来实现这一目标。视觉系统在打印物体时对物体的每一层进行全面扫描，以纠正实时错误，而机器学习系统则利用这些信息来预测材料的翘曲行为，并做出更精确的最终产品。Inkbit的联合创始人兼首席执行官davide marini说：“公司诞生的初衷是给3D打印机赋予眼睛和大脑。”

         这个想法为Inkbit的机器解锁了一系列应用程序。该公司表示，与其他打印机相比，它可以更准确地打印出更灵活的材料。如果一个物体，包括一个计算机芯片或其他电子元件，被放置在打印区域，机器可以精确地打印它周围的材料。当一个物体完成时，机器会保存一个数字副本，可以用来保证质量。

       Inkbit是麻省理工学院的一家初创公司，它开发了一台多功能喷墨3D打印机，能够产生许多以前从未打印过的物品。图片：Inkbit提供

        Inkbit仍然是一家早期公司。目前有一台可操作的生产级打印机.但该公司将于今年晚些时候开始销售打印品，从约翰逊(Johnson)和约翰逊(Johnson)的试点开始，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、消费产品和汽车零部件的公司的利益，那么它的机器将在未来几年内在数十亿美元的市场中发挥主导作用，从牙科定位仪到工业工具和睡眠呼吸暂停口罩。“每个人都知道3D打印的优势是巨大的，”Marini说。他说：“但大多数人都在接受这项计划时遇到困难。技术还没有实现。我们的机器是第一台能够了解材料性能并预测其行为的机器。我相信它将是革命性的，因为它将使任何人都能极快地从一个想法转变为一个可用的产品。它为每个人提供了商机。“

有潜力的打印机

        一些今天最难打印的材料也是目前制造过程中最常用的材料。这包括类似橡胶的材料，如硅酮和高温材料，如环氧树脂，这些材料通常用于绝缘电子产品和各种消费、健康和工业产品。这些材料通常很难打印，导致不均匀的分布和打印过程的失败，如堵塞。随着时间的推移，它们也倾向于在边缘收缩或旋转。Inkbit的联合创始人Wojciech Matusik，电子工程和计算机科学副教授，javierramos，wongshou wang，kiril vi线人?e多年来一直在matusik‘s致力于解决这些问题。计算Fabrications群在计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)。

     2015年，这两位联合创始人是一群研究人员之一，制造了一台相对低成本、精确的3D打印机。通过利用机器视觉，可以一次打印出创纪录的10种材料。这项壮举引起了许多有意将生产转变为3D打印的大公司的关注，第二年，这四名工程师得到了Deshpande中心的支持，将他们将机器视觉与3D打印相结合的想法商业化。

        在麻省理工学院，Matusik的研究小组使用一个简单的3D扫描仪来跟踪其机器的进展。对于Inkbit的第一台打印机，创始人想要大大提高他们机器的“眼睛”。他们决定使用光学相干断层扫描仪，它使用长波长的光透过材料表面，并以人类头发宽度的分辨率扫描材料层。由于传统上只有眼科医生才能使用光学相干断层扫描仪来检查患者眼睛表面以下的情况，所以仅有的一种扫描速度太慢，无法扫描3D打印部件的每一层-因此Inkbit的团队就像Marini描述的那样“咬了子弹”，并制造了一台定制的光学相干断层扫描仪，他说，它的速度是当今市场上任何其他设备的100倍。

        当一个图层被打印和扫描时，公司专有的机器视觉和机器学习系统会自动纠正任何实时错误，并主动补偿易变材料的翘曲和收缩行为。这些工艺进一步扩大了该公司能够打印的材料的范围，方法是移除其他打印机使用的滚筒和刮刀，以确保精度，而在难以打印的材料中使用时，往往会发生堵塞。该系统旨在使用户能够在同一台机器上进行原型和制造新的对象。Inkbit目前的工业打印机有16个打印头，用于制造多个零件，还有一个打印块，足够大到每年生产几十万个拳头大小的产品(或更小数量的更大的产品)。该机器的非接触式喷墨设计意味着，增加以后的迭代大小将与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作原型，但他们不能真正制造最终零件。”他指出，Inkbit的零件后处理可以完全自动化。“使用任何其他制造方法都是不可能的。”

       Inkbit公司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，因此该公司已经创建了一些自己的化工厂，以使他们的产品性能达到极限。一种用于打印前混合两种材料的专有系统将于明年在打印机Inkbit船上使用。这种由两部分组成的化学混合系统将使公司能够打印范围更广的工程级材料。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。这个MIT启动交换加速器(STEX 25)在使Inkbit公司接触到诸如Amgen、Asics、BAE Systems、Bosch、Chanel、Lockheed Martin、Medtronic、Novartis等领先公司方面也发挥了重要作用。

       今天，创始人花费了大量的时间来教育产品设计团队，这些团队以前从未能够打印他们的产品-更不用说将电子元件集成到3D打印部件中了。设计师和发明家可能还需要一段时间才能充分利用集成的、多材料的3D打印所释放出来的可能性。但就目前而言，Inkbit正在努力确保，当未来到来时，最有想象力的人将有一台机器可供使用。

     Matusik说：“其中有些已经远远领先于时代。”“我认为，看看人们将如何将其用于最终产品，这将是非常有趣的。”