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May 26, 2023

[INTERVIEW] KI und 3D-Druck: Daghan Cam und Luke Rogers von Ai Build über die Vereinfachung im Großen

Künstliche Intelligenz ist derzeit eines der wichtigsten Schlagworte in der Technologiewelt, wobei die additive Fertigungsindustrie in den letzten Monaten einen erheblichen Anteil am KI-Hype entwickelt hat. Früher in diesem Jahr,

Künstliche Intelligenz ist derzeit eines der wichtigsten Schlagworte in der Technologiewelt, wobei die additive Fertigungsindustrie in den letzten Monaten einen erheblichen Anteil am KI-Hype entwickelt hat. Anfang des Jahres hob die 3D Printing Industry Executive Survey hervor, dass die automatisierte KI-3D-Modellgenerierung der Schlüssel für die Zukunft des 3D-Drucks ist.

Etwas vor diesem aktuellen KI-Boom war der 3D-Drucksoftware-Entwickler Ai Build. Seit 2015 arbeitet das in London ansässige Unternehmen an der Entwicklung KI-gesteuerter Werkzeugweggenerierung und automatisierter Qualitätssicherungssoftware für die additive Fertigung.

3D Printing Industry hat sich kürzlich mit Daghan Cam, CEO von Ai Build, und Luke Rogers, Commercial Director, getroffen, um mehr über die Softwareangebote des Unternehmens zu erfahren und darüber, wie sich Fortschritte in der KI auf den industriellen großformatigen 3D-Druck auswirken.

Die Mission von Ai Build besteht darin, die AM-Zugänglichkeit zu verbessern

Ai Build wurde von Daghan Cam und dem COO des Unternehmens, Michael Michail Desyllas, gegründet. Cam und Desyllas haben einen architektonischen Hintergrund und gründeten das Unternehmen mit dem Ziel, den großformatigen 3D-Druck zu vereinfachen.

„Wir waren von der additiven Fertigungstechnologie wirklich begeistert und sahen darin die Zukunft der Herstellung von Dingen“, erklärte Cam. Allerdings erkannten Cam und Desyllas bald, „dass die 3D-Drucktechnologie sehr fehleranfällig ist, insbesondere wenn es um größere Formate geht.“

Letztendlich weist Cam darauf hin, dass „die Abhängigkeit von erfahrenen Maschinenbedienern bei der Umsetzung von Entwürfen in physische Teile“ die Entwicklung und weit verbreitete Einführung des 3D-Drucks hemmt. „Wir glauben, dass wir das Wachstum viel schneller vorantreiben können, wenn wir die Technologie zugänglicher machen.“

„Wir versuchen, es jedem supereinfach zu machen. Sogar ein Designer, der nicht viel Erfahrung im 3D-Druck hat, sollte in der Lage sein, seine Entwürfe an Maschinen zu senden“, fügte Cam hinzu. „Wenn man den gesamten Lebenszyklus betrachtet, summieren sich die Kosten schnell. Deshalb versuchen wir, diesen Prozess durch die Automatisierung von Aufgaben wesentlich effizienter zu gestalten. Und hier kommt die KI wirklich ins Spiel.“

Ai Build hat bereits mit einer Reihe führender Hersteller von 3D-Drucker-Hardware zusammengearbeitet, darunter Hans Weber Maschinenfabrik, Meltio, KUKA, Evo3D, CEAD und Massive Dimension. Durch diese Partnerschaften integriert das Unternehmen eine breite Palette großformatiger 3D-Drucker in seine Ai Lab-Werkstatt. Hier wird die Hardware zum Testen, Entwickeln, Verifizieren und Integrieren der Software von Ai Build für ein wachsendes Anwendungsspektrum verwendet.

Durch die Zusammenarbeit mit dem Metall-3D-Druckerhersteller Meltio hat Ai Build beispielsweise seine Funktionalität für nichtplanares Schneiden und mehrachsige Werkzeugwegoptimierung für den Direct Energy Deposition (DED)-Metall-3D-Druck angepasst. „Nach Meltio haben wir nun viele verschiedene Arten des Metall-3D-Drucks in das Produkt integriert. Es war aufregend, weil es uns plötzlich eine sehr große Marktchance eröffnete“, kommentierte Cam.

Was halten Sie davon, in London ansässig zu sein?

Cam wollte unbedingt die Vorteile eines Standorts in London hervorheben und den großen Talentpool in der britischen Hauptstadt hervorheben.

„Es gibt ein starkes technisches Ökosystem, insbesondere auf der Softwareseite“, behauptete Cam, der auf die breite Palette von KI-Softwareunternehmen in den Bereichen Finanztechnologie und Gesundheitstechnologie verwies. „Es ist ein sehr dynamisches Ökosystem, wenn es um Software, KI und digitale Technologien geht, und wir freuen uns sehr, Teil davon zu sein“, fügte Cam hinzu. „Es könnte nicht dasselbe sein, wenn wir irgendwo anders im Vereinigten Königreich ansässig wären, aber London ist wirklich das Zentrum für Softwaretechnologien und Deep Tech.“

Rogers betonte jedoch, dass Ai Build trotz seines Sitzes in London tatsächlich eine globale Organisation sei. „Wir haben so viele verschiedene Leute, die für uns arbeiten. Ich glaube, als wir das letzte Mal gezählt haben, hatten wir etwa 16 verschiedene Nationalitäten von etwa 30 verschiedenen Leuten, die im Unternehmen arbeiten. Daher ist nur etwa ein Drittel des Unternehmens tatsächlich im Vereinigten Königreich vertreten.“

Die Software von Ai Build

Das Hauptprodukt von Ai Build ist die AiSync-Software, eine KI-gesteuerte Plattform zur Werkzeugwegoptimierung und Qualitätskontrolle.

Was die Optimierung von Werkzeugwegen betrifft, wurde Anfang des Jahres bekannt gegeben, dass Ai Build einen Prozess entwickelt hat, der es Benutzern ermöglicht, mithilfe von Eingabeaufforderungen in natürlicher Sprache fortschrittliche Werkzeugwege für den 3D-Druck zu erstellen. Mit dieser Funktion namens „Talk to AiSync“ können Benutzer einfachen Text eingeben, z. B. „Schneiden Sie das Teil mit einer Schichthöhe von 2 mm.“ Dieser Text wird dann in Maschinenanweisungen übersetzt, um das gewünschte 3D-gedruckte Teil herzustellen.

Der Schlüssel zu dieser Funktion sind großsprachige KI-Modelle. AiSync verwendet OpenAI im Backend, wobei GPT-4 die natürliche Sprachverarbeitung der Software ausführt. „Durch die Hinzufügung großer Sprachmodelle sind wir in der Lage, einfache englische Wörter und einfache Sätze in einen Workflow-Stack zu übersetzen, den wir in unserer Software erstellen“, erklärte Cam. „Das Ziel besteht darin, es auch für unerfahrene Benutzer zugänglich zu machen, indem das Benutzererlebnis wirklich reibungslos verläuft.“

Sobald der Werkzeugweg an den 3D-Drucker gesendet wurde, sorgt AiSync für eine durch maschinelles Lernen gesteuerte Qualitätskontrolle. Rogers gab an, dass beim großformatigen 3D-Druck die Erfolgsquote beim ersten 3D-Druck eines Teils typischerweise nur 40 % beträgt. Laut Rogers „können Sie durch den Einsatz von maschinellem Lernen und deren Integration in den anfänglichen Werkzeugweg problemlos eine Erfolgsquote von über 90 % beim ersten Druck erreichen.“

AiSync zeichnet den gesamten 3D-Druckprozess auf und erkennt automatisch alle Anomalien, die während der Simulationsphase nicht geplant waren. Cam weist darauf hin, dass die Luft- und Raumfahrt eine wichtige Branche ist, die von dieser Funktion profitiert, insbesondere bei der Produktion von Teilen, die eine Zertifizierung und Qualitätssicherung erfordern. „Sie müssen nach der Produktion viele, viele Tests durchführen. Wir minimieren den Bedarf an zerstörungsfreien Prüfungen und verschiedenen Arten von Qualifizierungen.“

Über die Luft- und Raumfahrt hinaus hob Cam die Automobil-, Energie-, Schifffahrts- und Baubranche als die wichtigsten Schwerpunkte hervor, auf die diese Software abzielt. „Ich würde sagen, dass vielleicht 80 oder 90 % unserer Kunden in eine dieser fünf Kategorien fallen“, behauptete Cam. Während Cam nicht allzu viele Namen preisgeben konnte, wurden das globale Engineering-Lösungsunternehmen Weir Group und der Luft- und Raumfahrthersteller Boeing als Hauptkunden identifiziert, die AiSync-Software einsetzen.

AiSync-Cloud-Konnektivität

AiSync ist außerdem cloudbasiert, was AI Build von der Konkurrenz abheben soll. „Soweit mir bekannt ist, sind wir das einzige Unternehmen, das über eine Cloud-Plattform verfügt, die auf der Nutzung von Daten und Zusammenarbeit sowie auf dem Einsatz von KI basiert“, behauptet Cam. Rogers schloss sich dieser Meinung an und fügte hinzu: „Es gibt niemanden, der genau das tut, was wir tun.“

„Wir ermöglichen den freien Informationsfluss, und das führt zu viel schnelleren Innovationen und kürzeren Produktlebenszyklen“, so Cam. „Es geht um Zugänglichkeit und Komfort für die Benutzer. Sie müssen nichts installieren, können also mit Ihrem Mobiltelefon oder iPad neben der Maschine sein.“

Zusätzlich zu den Funktionen zur Fernüberwachung und -steuerung des 3D-Drucks ermöglicht diese Cloud-Konnektivität auch die Übertragung von Daten und die Durchführung von Tests „zwischen verschiedenen Standorten“. Cam verwies auf ein Beispiel, bei dem Werkzeugwege im Londoner Ai Lab des Unternehmens erstellt wurden. Diese Anweisungen wurden dann an einen 3D-Drucker in Deutschland gesendet, wo die Teile ohne zusätzliche menschliche Eingaben in 3D gedruckt wurden.

Hauptvorteile des Einsatzes von KI in der additiven Fertigung

Was sind die Hauptvorteile der Integration der KI-Technologie in die additive Fertigung? Cam verwies auf die Skalierung, wobei KI „entscheidend“ sei, um eine vollständige Automatisierung zu erreichen, „die unserer Meinung nach zur Skalierung der Technologie erforderlich ist“.

„Wenn der Prozess nicht automatisiert ist, ist er fehleranfällig, da er von der Qualität des Wissens Ihrer Additivingenieure abhängt und der Wissenstransfer äußerst schwierig ist“, kommentierte Cam. „Unser Ziel ist es, den Prozess vollständig zu automatisieren, und KI wird am Ende dieser letzten Meile der Automatisierung wirklich entscheidend.“

Während Ai Sync derzeit keine vollständige Automatisierung bietet, sondern eher ein kollaborativer Prozess zwischen Benutzer und Software ist, betonte Cam, dass „wir auf jeden Fall einen immer höheren Automatisierungsgrad erreichen wollen.“

„Je weiter wir dort ankommen, desto effizienter wird der Prozess. Weniger Fehler, weniger Kosten. Viele neue Anwendungen werden freigeschaltet, da die Kosten durch die Automatisierung des Prozesses sinken.“

Welche Zeit- und Kosteneinsparungen bietet KI? Laut Cam „ist es sehr anwendungsspezifisch.“

Bei Werkzeuganwendungen liegt der größte Vorteil der KI in der Verkürzung der Prototyping-Phase. Cam behauptet, dass Ingenieure derzeit eine optimale Schätzung der Slicing-Software und der Werkzeugweggenerierung anstellen und das Teil physisch in 3D drucken müssen, um die Ergebnisse anzuzeigen.

„Es dauert also meist zwei bis drei Versuche, bis es beim ersten Mal gelingt. Von der Entwurfsphase an dauert es in der Regel einige Wochen, bis die Produktion tatsächlich beginnt. Und im schlimmsten Fall müssen sie möglicherweise noch einmal mit dem Design fortfahren und auch das Design iterieren“, erklärte Cam. Daher hat die KI-Modellierung und -Simulation einen erheblichen Einfluss auf diese Entwicklungsphase und „eliminiert die Prototyping-Phase vor Beginn der eigentlichen Produktion“.

Im Hinblick auf die Massenproduktion soll KI vor allem der Qualitätssicherung zugute kommen. „Für Kunden ist es wirklich wichtig, Vertrauen in die Technologie zu haben“, sagt Cam. Hier kommt AiSync ins Spiel. „Wir übernehmen diese Qualitätssicherung und integrieren sie in den Prozess […] Während Sie die Teile drucken, erhalten Sie einen Live-Bericht und die Post-Print-Berichte, die dem Kunden volles Vertrauen geben.“

Die Zukunft von KI und additiver Fertigung

Mit Blick auf die Zukunft sieht Cam eine glänzende Zukunft für KI und 3D-Druck und sieht „KI als einen sehr starken Begleiter für Ingenieure und Designer“. Der Schlüssel zu dieser Beziehung soll die Kommunikation sein.

„Die Rolle der KI in Zukunft wird darin bestehen, die Kommunikation zwischen Computern, Systemen und Menschen viel flüssiger zu gestalten. So flüssig, dass es sich anfühlt, als gäbe es keinen Computer, man spricht nur mit einem Kollegen und die Maschine versteht, was man meint“, kommentierte Cam.

Rogers schloss sich dieser Meinung an und erklärte, dass „man in Zukunft keine technische Kompetenz mehr braucht, um Maschinen bedienen zu können.“ Das langfristige Ziel von AiSync besteht darin, den additiven Fertigungsprozess weiter zu vereinfachen, „ihn zugänglich zu machen, die Eintrittsbarriere zu verringern und die Herstellung von Teilen in höherer Qualität, schneller und genauer zu ermöglichen, als es der menschliche Verstand vermag.“ Tun."

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Alex ist Technologiejournalist bei 3D Printing Industry und recherchiert und schreibt gerne Artikel zu einer Vielzahl von Themen. Er besitzt einen BA in Militärgeschichte und einen MA in Kriegsgeschichte und hat ein großes Interesse an additiven Fertigungsanwendungen in der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie.