Beeindruckende Projekte: Verbindung von KI und 3D-Druck
Wenn es um innovative Technologien geht, stehen Künstliche Intelligenz und 3D-Druck immer ganz oben auf der Liste. Diese beiden sogenannten „disruptiven“ Technologien haben das Potential, die Art und Weise, wie wir in zahlreichen Branchen produzieren, völlig neu zu gestalten. Aber wie sieht es aus, wenn wir sie miteinander kombinieren? In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Projekten, bei denen die Vorteile von KI und 3D-Druck für noch unglaublichere Teile genutzt wurden, unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin und der Automobilindustrie. Sehen Sie sich einige der interessantesten Projekte in unserem Ranking an und erfahren Sie, wie die Kombination von KI und additiver Fertigung zu innovativen und spannenden Anwendungen führen kann.
Alemki Robotix Back Care
Rücken- und Nackenschmerzen sind ein weit verbreitetes Problem, mit dem viele Menschen aufgrund von Faktoren wie schlechter Haltung oder unbequemen Sitzgelegenheiten konfrontiert sind, insbesondere in letzter Zeit. Das Tech-Startup Alemki Robotix geht diese Probleme mit einem personalisierten Rückenstützprodukt an, das eine Kombination aus 3D-Drucktechnologie und Künstlicher Intelligenz (KI) verwendet, um maßgeschneiderte Lösungen für jeden Nutzer zu erstellen. Mithilfe einer mobilen Anwendung werden die Nutzer aufgefordert, Bilder von ihrem Körper und ihrer Haltung zu machen. Die KI verarbeitet dann diese Bilder und liefert eine Reihe detaillierter anatomischer Daten, die als Grundlage für die Entwicklung der Rückenstütze mit dem Namen Back Care dienen. Die Bandage wird dann unter Berücksichtigung der Anatomie und der Struktur des Benutzers hergestellt, um ein optimales ergonomisches Design und optimalen Komfort zu gewährleisten. Back Care wird aus recycelten Kunststoffen hergestellt, was ein Zeichen für Nachhaltigkeit ist. Darüber hinaus ermöglichen optionale „Trigger Point Switches“ eine individuelle Anpassung des Stützniveaus und eine maximale Schmerzlinderung, um den spezifischen Bedürfnissen des Benutzers gerecht zu werden. Mit seiner Vielseitigkeit, den komfortsteigernden Eigenschaften und den anpassbaren Optionen zielt Back Care darauf ab, Rückenschmerzen und Beschwerden zu lindern, die mit einer schlechten Körperhaltung oder Sitzposition einhergehen, und bietet dem Benutzer eine einzigartige und individuelle Lösung für mehr Komfort und Unterstützung.
Das Haus, das mit KI entworfen und in 3D gedruckt wird
3D-gedruckte Häuser sind keine Neuheit. Tatsächlich haben wir im Jahr 2023 bereits mehrere Unternehmen getroffen, die solche Häuser bauen. Aber wir haben noch nie jemanden gesehen, der KI zum Entwerfen eines Hauses verwendet. Deshalb hat Litehaus beschlossen, auf diesem Gebiet Pionierarbeit zu leisten und innovativ zu sein. Es soll in Portela da Villa in Portugal gebaut werden und rühmt sich damit, das erste Haus der Welt zu sein, das mit künstlicher Intelligenz entworfen und dank additiver Fertigung gebaut wird. Zwar wurde KI bereits in einigen Fällen für die Gestaltung kleiner 3D-Drucke eingesetzt, aber noch nie zuvor wurde sie für die Innen- und Außengestaltung eines Luxushauses verwendet. Es handelt sich nicht nur um einen nachhaltigen Wohnbau, sondern auch um ein Format, mit dem 70 % schneller und 20 % billiger gebaut werden kann. In nur 20 Stunden lassen sich 45 m2 Wohnraum zu einem erschwinglichen Preis bauen.
3D-Druck inspiriert durch den Maler Jackson Pollock
Forscher der Harvard University haben kürzlich eine innovative 3D-Drucktechnik entwickelt, die vom künstlerischen Ansatz des berühmten amerikanischen Malers Jackson Pollock inspiriert wurde. Die Methode wurde durch die Kombination von Künstlicher Intelligenz (KI) mit physikalischen Prinzipien geschaffen. Das Hauptziel bestand darin, Jackson Pollocks Technik, bei der Farbe tropfenweise aufgesprüht wird, nachzuahmen, allerdings für den 3D-Druck. Beim FDM-3D-Druck muss die Düse sehr nah an der Druckplatte bleiben, um einen stabilen Materialfluss zu gewährleisten und Druckfehler zu vermeiden. Flüssigkeiten werden jedoch instabiler, wenn sie aus größerer Höhe herausgeschleudert werden und sich zusammenfalten oder zusammenrollen. Der innovative Ansatz der Forscher zielt daher darauf ab, das Drucken schneller und genauer zu machen, auch bei einem größeren Abstand zur Druckplatte, insbesondere bei komplexen Formen. Künstliche Intelligenz spielte in diesem Prozess eine entscheidende Rolle, indem sie der Düse des 3D-Druckers beibrachte, wie sie den Flüssigkeitsfluss in größerer Höhe steuern kann.
KI zur Verwaltung der Materialwiederverwendung beim 3D-Druck von Metall
Ein von Innovate UK im Vereinigten Königreich mit 600 000 GBP finanziertes Forschungsprojekt könnte die Wiederverwendung von Metallmaterialien im 3D-Druck erleichtern. Im Rahmen des Projekts arbeiten das Materials Processing Institute, Additive Manufacturing Solutions und AMFG gemeinsam an der Entwicklung eines auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierenden Tools zur vorausschauenden Verwaltung der Materialwiederverwendung. Unter dem Namen SMART-APP wird das Tool intelligente Vorhersagemodelle für Ressourceneffizienz und Abfallverringerung einführen. Wenn das Forschungsprojekt erfolgreich ist, wird SMART-APP an die Nutzer der LPBF-3D-Drucktechnologie vermarktet werden. Ziel ist es, den 3D-Druck von Metallen, der von einigen immer noch als unwirtschaftlich angesehen wird, weil Staubabfälle und Bearbeitungszeiten anfallen, zugänglicher zu machen.
Bild: Institut für Materialverarbeitung
Ein Wasserkraftwerk-Staudamm in China
Der Einsatz der additiven Fertigung im Bauwesen ermöglicht es unter anderem, die Zahl der Arbeitskräfte und die Schwere der Arbeit zu verringern. Wenn diese dann mit Künstlicher Intelligenz gekoppelt wird, erreicht man noch bessere Leistungen, vor allem, weil die KI die Maschinen steuern könnte. Und das zeigt dieses nächste Projekt in China: Es handelt sich um einen 180 Meter hohen Wasserkraftdamm. Er soll mithilfe von 3D-Druckern und einem KI-Programm ohne menschliches Zutun errichtet werden. Wenn das Projekt erfolgreich ist, wäre das Bauwerk das größte, das jemals ohne menschliche Hilfe errichtet wurde. Sie soll auf dem tibetischen Hochplateau entstehen und würde die gesamte Provinz Henan mit Strom versorgen.
LEAP 71
Das in Dubai ansässige Technologieunternehmen LEAP 71 will eine neue Ära des Raketenantriebs einläuten, indem es KI in seine industriellen 3D-Drucker integriert, um hocheffiziente, kostengünstige und anpassbare Raketentriebwerke herzustellen. LEAP 71s Verschmelzung von KI und 3D-Druck verspricht nicht nur eine schnellere Entwicklung von Triebwerken, sondern auch einen Paradigmenwechsel in der Weltraumerkundung. Günstigere, effizientere Triebwerke bedeuten einen breiteren Zugang sowohl für Regierungen als auch für private Unternehmen und eröffnen neue Möglichkeiten für den Einsatz von Satelliten und Weltraummissionen. Durch den Einsatz ihres einzigartigen, KI-gestützten Berechnungsmodells kann die KI nahtlos die benötigten Objekte generieren, die genau auf den schnellen 3D-Druck zugeschnitten sind und zu rationalisierten Design- und Produktionsprozessen führen. Durch die Integration von KI hofft das Unternehmen, die Entwicklung von Raumfahrtantrieben voranzutreiben und eine neue Ära der Innovation in der Luft- und Raumfahrtindustrie einzuläuten.
(Bild: Leap 71)
Künstliche Intelligenz und 3D-Druck zur Entwicklung eines besseren Raketentriebwerks
Das in München ansässige Unternehmen Hyperganic sorgte im Jahr 2020 für Aufsehen, als es den Prototyp eines Raketentriebwerks vorstellte, das mit 3D-Druck und Künstlicher Intelligenz (KI) hergestellt wurde. Seitdem hat das Unternehmen, das sich der Beschleunigung von Innovationen durch KI-basiertes Engineering verschrieben hat, bedeutende Fortschritte gemacht. Im Jahr 2022 wurde bekannt gegeben, dass das Unternehmen in Zusammenarbeit mit AMCM, einem Schwesterunternehmen von EOS, in der Lage war, den nach eigenen Angaben weltweit größten Aerospike-Raketentriebwerkstyp mit einer Höhe von 80 cm zu entwickeln. Das mit Hilfe von additiver Fertigung und KI hergestellte Teil konnte dank der Integration von KI-basierter Software während des Entwurfsprozesses wesentlich komplexer gestaltet werden, was es ihnen ermöglichte, „die Grenzen dessen, was mit additiver Fertigung erreicht werden kann, auszulöschen“. Dies zeigt sich insbesondere daran, dass sie in der Lage waren, regenerative Kühlkanäle zu entwerfen und dann direkt in das hergestellte Teil zu drucken, wodurch es zu einer umfassenderen und integrierten Lösung gegen Überhitzung wurde.
Das 80 cm lange Aerospike-Raketentriebwerk aus Kupfer bei der Entnahme (links) und in seiner endgültigen Form (rechts) (Bild: AMCM)
Der Czinger 21C vereint KI und 3D-Druck in einem Fahrzeug
Ein weiteres Projekt, in dem die innovative Technologie des 3D-Drucks mit der Künstlichen Intelligenz (KI) verschmilzt, ist das Auto das US-amerikanischen Automobilherstellers Czinger, welches von Kevin und Lukas Czinger – Vater und Sohn – gegründet wurde. KI kommt in der Herstellung ihres Autos, das den Namen Czinger 21C trägt, beim Entwurf der Bauteile zum Einsatz, bevor diese 3D-gedruckt werden. Die KI untersucht, welche Art von G-Kräften für das Auto relevant sein könnten. Zudem wird die optimale Größe, Form und Gewicht jedes Teils mit Hilfe von Simulationen ermittelt. Dank der KI können Metallkomponenten im Anschluss auf effiziente Weise additiv mit Laser gefertigt werden, ohne dass Metall verschwendet wird. Bei dem Auto handelt es sich erstaunlicherweise nicht um einen Rennwagen, sondern um einen PKW für den alltäglichen Gebrauch, welcher über eine Straßenzulassung in den USA verfügt. Das schicke Design des Czinger 21C, auch als „Hyperauto des 21. Jahrhunderts bezeichnet“, kennzeichnet sich insbesondere durch seine großen Schmetterlingstüren. Das Fahrzeug verfügt mit einem Gewicht von weniger als 1.500 kg über stolze 950 PS und eine Drehzahl von über 11.000 Umdrehungen pro Minute. Mindestens genauso beachtlich ist die Beschleunigung des PKW, denn von 0 auf 300 km/h benötigt er lediglich 8,5 Sekunden.
Eine intelligente Kamera
Ein weiteres Projekt, das künstliche Intelligenz mit 3D-Druck verbindet, ist Paragraphica. Diese vom dänischen Künstler und Designer Bjørn Karmann entworfene Kamera enthält einen Algorithmus der Künstlichen Intelligenz (KI), der ein Bild eines bestimmten Ortes und einer bestimmten Zeit verarbeiten kann. Diese Informationen umfassen Datum, Uhrzeit, Richtung, Wetterbedingungen, Temperatur und sogar interessante Punkte. Darüber hinaus wird die gesamte Kamerastruktur mit Hilfe der FDM-Technologie in 3D gedruckt. Paragraphica integriert auch ein Raspberry Pi 4 Model B-Board, das mit einem 1,5-Zoll-Touchscreen verbunden ist und die Steuerung und Anzeige des aufgenommenen Bildes erleichtert. Für Interessierte gibt es die Kamera als physischen Prototyp und als virtuelle Kamera, die Sie auf der Website des Herstellers ausprobieren können. Worauf warten Sie noch, um Ihre Bilder mithilfe dieser Technologien zum Leben zu erwecken?
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