{"id":21028,"date":"2020-01-06T00:01:49","date_gmt":"2020-01-05T23:01:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=21028"},"modified":"2021-04-07T09:39:12","modified_gmt":"2021-04-07T07:39:12","slug":"kuenstliche-intelligenz-und-3d-druck-wohin-fuehrt-die-kombination-dieser-beiden-technologien-060120201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/kuenstliche-intelligenz-und-3d-druck-wohin-fuehrt-die-kombination-dieser-beiden-technologien-060120201\/","title":{"rendered":"K\u00fcnstliche Intelligenz und 3D-Druck – Wohin f\u00fchrt die Kombination dieser beiden Technologien?"},"content":{"rendered":"

Immer \u00f6fter begegnen wir heutzutage Buzzw\u00f6rtern wie beispielsweise „K\u00fcnstliche Intelligenz“ (KI), „Blockchain“ oder „Industrie 4.0“. F\u00fcr sich selbst haben diese Technologien schon gro\u00dfen Einfluss auf die heutige Wirtschaft und bisher bestehende Produktions- und Anwendungssysteme. Doch wie steht es um die Tatsache diese neuen – oft als disruptiv bezeichneten – Technologien gemeinsam in Kombination zu nutzen? Ergeben sich daraus auf einmal v\u00f6llig neue, bisher unvorstellbare M\u00f6glichkeiten?<\/p>\n

Selbstverst\u00e4ndlich m\u00f6chten wir uns den 3D-Druck n\u00e4her anschauen und zwar wie genau er mit der wohl umstrittensten Technologie – n\u00e4mlich K\u00fcnstlicher Intelligenz<\/strong> oder auch „KI<\/strong>“ – bereits in zahlreichen Beispielen Anwendung findet. Interessant ist au\u00dferdem welche neuen Optionen sich ergeben und welche potentiellen Gefahren diese Kombination mit sich bringt. Doch vorerst stellen wir uns die Frage: Was ist K\u00fcnstliche Intelligenz \u00fcberhaupt?<\/p>\n

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K\u00fcnstliche Intelligenz, Robotik, 3D-Druck – viele disruptive Technologien, die neue T\u00fcren \u00f6ffnen<\/p><\/div>\n

Was versteht man unter K\u00fcnstlicher Intelligenz?<\/h3>\n

Was versteckt sich hinter dem Begriff und wann genau spricht man von KI? Dazu gibt uns Dr. Thomas Wilde eine kurze Einf\u00fchrung sowie einen Einblick auf aktuelle Anwendungsbeispiele. Dr. Wilde ist haupts\u00e4chlich als Unternehmer und Investor t\u00e4tig, dies vor allem im Bereich von KI-Softwarel\u00f6sungen und B2B Software as a Service.<\/p>

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Herr Dr. Wilde erkl\u00e4rt: „KI als Disziplin umfasst zun\u00e4chst alle Verfahren, die Maschinen helfen, wie Menschen wahrzunehmen, zu denken und zu handeln. Demnach haben wir es hier mit einem sehr weiten Spektrum von linguistischen Verfahren, Bildverarbeitung aber auch Verfahren im Bereich Motorik und Robotik zu tun“. <\/em>Auch heute ist KI bereits in zahlreichen Beispielen aus unserem Alltag zu finden. So k\u00f6nnen wir innerhalb unseren digitalen Medienkonsums viele Anwendungen vorfinden, ob Amazon’s Alexa, Apple’s Siri, Google Now<\/strong> oder auch die uns bekannten Chatbots<\/strong> – alle nutzen K\u00fcnstliche Intelligenz.<\/p>\n

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Amazon’s Alexa links und sein Mitstreiter Google Now rechts<\/p><\/div>\n

Wenn wir von KI sprechen h\u00f6ren wir oft auch W\u00f6rter wie Maschinelles Lernen<\/strong> oder Neuronale Netze<\/strong>. Ohne zu vertieft in diese Materie einzusteigen fasst Dr. Wilde zusammen: „Neuronale Netze sind ein Verfahren des Machine Learning und Kern des gegenw\u00e4rtigen Hypes. Das Verfahren hat bewiesen, dass es etliche Probleme im Bereich KI hervorragend l\u00f6sen kann.“
\n<\/span><\/em>Beispiele<\/span> in denen das Verfahren erfolgreich angewendet wird ist die \u00dcberf\u00fchrung gesprochener Sprache in einen Text oder auch einzelne Objekte in Bildern zu erkennen. „Obwohl die Grundidee \u00fcber 60 Jahre alt ist, erreicht es erst mit den heutigen Datenbest\u00e4nden (Big Data) und der verf\u00fcgbaren Rechenleistung (insb. durch spezialisierte Chips, etwa von Nvidia oder Google) die beeindruckende Performance“, <\/em>schlie\u00dft Dr. Wilde.<\/span><\/p>\n

Kombination K\u00fcnstliche Intelligenz und 3D-Druck<\/h3>\n

In der 3D-Druck Branche<\/a>, sowohl in Start Ups als auch in der Forschung h\u00f6ren wir immer wieder von neuen Anwendungen die KI in ihr Produkt oder ihre Dienstleistung integrieren. Die Beispiele reichen von der Automatisierung des kompletten 3D-Druck Workflows bis zur Qualit\u00e4tsvorhersage und dem Entwickeln neuer Werksstoffe. Wir haben mit einigen Experten gesprochen, die Systeme in diesen Bereichen entwickelt haben und die im Folgenden kurz vorgestellt werden.<\/p>\n

Automatisierung des 3D-Druck Workflows<\/h4>\n

Eine erste Anwendung ist beispielsweise die Automatisierung des 3D-Druck Workflows<\/a>. Dieser besteht grunds\u00e4tzlich aus verschiedenen Schritten, von der Erstellung des Models als CAD<\/a>-Datei \u00fcber das Vorbereiten der Datei f\u00fcr den Druck in einer Slicersoftware<\/a> hin bis zum endg\u00fcltigen Druck an einer Maschine. Letztendlich gilt es noch bestimmte Nachbearbeitungsschritte durchzuf\u00fchren – je nach angewandter Technologie unterschiedlich viel. Oft sprechen wir deshalb von Ineffizienz des 3D-Drucks, da diese Schritte meist noch manuell durchgef\u00fchrt werden m\u00fcssen.<\/p>\n

Eine L\u00f6sung hierf\u00fcr bietet AMFG<\/a> (f\u00fcr Autonomous Manufacturing), ein Softwareunternehmen mit dem Hauptsitz in London. „Mit unserer Workflow-Softwarel\u00f6sung erm\u00f6glichen wir die Automatisierung wichtiger Schritte, wie beispielsweise das Produktionsmanagement“<\/em>, so Keyvan Karimi, CEO von AMFG. K\u00fcnstliche Intelligenz wird bei AMFG zur Automatisierung einzelner Schritte angewendet, so wie oben erw\u00e4hnt beispielsweise im Produktionsmanagement. Mit der Software lassen sich Produktionskapazit\u00e4ten optimieren, indem man die Maschinenauslastung verbessert und Produktionsauftr\u00e4ge je nach Maschinenverf\u00fcgbarkeit plant – all dies erledigt K\u00fcnstliche Intelligenz automatisiert. Auch die Materialauswahl l\u00e4sst sich mit KI automatisieren, so werden je nach Anforderungen des zu druckenden Teils auf Basis eines gro\u00dfen Datensatzes Empfehlungen von der Software gegeben welches Material f\u00fcr das beste Ergebnis verwendet werden sollte.<\/p>\n

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Mit dem Workflow-Softwaresystem von AMFG l\u00e4sst sich auf Basis von K\u00fcnstlicher Intelligenz das Produktionsmanagement automatisieren – Quelle: AMFG<\/p><\/div>\n

Kevan Karimi f\u00fcgt jedoch hinzu: „Wir sind noch weit davon entfernt, dass k\u00fcnstliche Intelligenz eingesetzt wird, um den kompletten additiven Fertigungsprozess zu steuern.<\/em>“ Einzelne Schritte k\u00f6nnen also bereits automatisiert werden – der komplette 3D-Druck Workflow jedoch noch nicht, dazu brauchen wir immer noch den manuellen Eingriff des Menschen.<\/p>\n

Erweiterung des Materialspektrums<\/h4>\n

Die Kombination von K\u00fcnstlicher Intelligenz und 3D-Druck kann auch dazu beitragen, die Palette der kompatiblen Materialien zu erweitern und damit die Anforderungen von Industriezweigen wie der Luft- und Raumfahrt<\/a> zu erf\u00fcllen, die meist Hochtemperaturmaterialien<\/a> ben\u00f6tigen. Das vom Fraunhofer-Institut IWS im Jahr 2017 gestartete Projekt „futureAM“ ist ein perfektes Beispiel daf\u00fcr. Professor Dr. Ing. Frank Br\u00fcckner, Leiter des Gesch\u00e4ftsfeldes „Generieren und Drucken“ am Fraunhofer IWS und AMCD (Additive Manufacturing Center Dresden), erkl\u00e4rt: „Flugzeugtriebwerke k\u00f6nnten bei h\u00f6heren Temperaturen deutlich effizienter arbeiten, wenn die meisten Materialien bei Temperaturen \u00fcber 1.200 Grad nicht versagen w\u00fcrden.“<\/em><\/p>\n

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Additive hergestellte multi-material Bauteile – Demonstrator-Turbinenschaufeln – Quelle: Fraunhofer IWS<\/p><\/div>\n

Wo kommt hier nun KI zum Einsatz? Dies erkl\u00e4rt uns Prof. Dr.-Ing. Frank Br\u00fcckner folgenderma\u00dfen: „Die Verarbeitung neuer Hochleistungswerksstoffe ist sehr komplex und bedarf einer feinen Abstimmung aller Prozessparameter. Deshalb \u00fcberwachen wir den 3D-Druck Prozess mit einer Vielzahl verschiedener Sensoren. Mittels KI werten wir diese Flut an Daten dann aus und identifizieren verborgene, f\u00fcr den Menschen nicht erkennbare Zusammenh\u00e4nge“\u00a0<\/em>Genau hier liegt also der Vorteil K\u00fcnstlicher Intelligenz: Sie kann im Vergleich zu uns Menschen ein Vielfaches an Daten<\/strong> verarbeiten – und das Alles noch deutlich schneller<\/strong>. Dank dieser Arbeit k\u00f6nnen die Forscher komplexe Legierungen verarbeiten und die genauen Eigenschaften der Werkstoffe erhalten.<\/p>\n

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Daten werden in der IWS Datenbank gesammelt und f\u00fcr die KI aufbereitet – Quelle: Fraunhofer IWS<\/p><\/div>\n

Optimierung des 3D-Druckprozesses<\/h4>\n

Auch zur Verbesserung des 3D-Druckprozesses kann KI beitragen. So zum Beispiel l\u00e4sst sich die Druckbarkeit eines Objekts bereits vor der Durchf\u00fchrung analysieren um sicherzustellen, dass es f\u00fcr den 3D-Druck \u00fcberhaupt geeignet ist. Aber auch Qualit\u00e4tsvorhersage sowie Qualit\u00e4tskontrolle des Druckprozesses k\u00f6nnen Fehler im Endprodukt vermeiden und damit zu einem besseren Ergebnis f\u00fchren.<\/p>\n

Das Startup Printsyst versucht genau dies mithilfe Ihrer KI-Engine umzusetzen – in diesem Fall speziell im Bereich der Luftfahrtindustrie. Das Ziel des patentierten KI-Algorithmus des Unternehmens liegt darin die Funktionalit\u00e4t der Teile zu identifizieren und die Erfolgsrate des Druckens zu verbessern. Dabei lernt die integrierte L\u00f6sung von Printsyst grunds\u00e4tzlich aus Erfahrungswerten, die aus fr\u00fcheren Projekten stammen in denen Objekte additiv hergestellt wurden. Um die sehr strengen Industriespezifikationen, die in der Luftfahrt gelten zu erf\u00fcllen, werden spezifische Druckparameter vorgeschlagen, die sich in der Vergangenheit bei bereits gedruckten Teilen bew\u00e4hrt haben und in der Zukunft mit hoher Wahrscheinlichkeit einen erfolgreichen ersten Druck liefern. Ebenfalls auf Basis gesammelter Erfahrungsdaten kann Printsyst’s L\u00f6sung die Kosten f\u00fcr ben\u00f6tigte Komponenten genau absch\u00e4tzen und somit neben der Produktivit\u00e4t auch die Lieferbereitschaft erh\u00f6hen, bei m\u00f6glichst geringen Kosten.<\/p>\n