Intelligence artificielle : l’impression 3D augmentée ?

 

Ratrig VCore 3 – Wolf Upgrade

Objectifs

Malgré de grandes avancées , l’impression 3D reste une expérience complexe pour la plupart des utilisateurs non réguliers, générant des frustrations et limitant ainsi la diffusion de cette technologie et ses atouts. 

Pourtant, la pandémie de Covid a démontré sa capacité d’innovation à un cycle inégalable d’itérations, a créer une sorte de tissus industriel dispersé, résilient.

Un accélérateur d’innovations dans tous les domaines explorés, de l’aéronautique à la santé.

Comment accroitre l’autonomie des machines, harmoniser les rapports homme machine.

En avançant d’un pas les usages open source de l’intelligence artificielle, ce projet vise à améliorer l’expérience utilisateur :

  1. Interface utilisateur wifi sobre et performante, entièrement personnalisable avec mise à jour automatique
  2. Impression directe depuis n’importe quel appareil standard (smartphone, tablette…)
  3. Grand écran tactile
  4. Accès à distance permanent, surveillance et alertes
  5. Etalonnages entièrement assistés
  6. Échecs d’impression réduit / Récupérable 
  7. Prêt à imprimer / « prêt à l’emploi »
  8. Meilleure sécurité / fonctionnalités infaillibles
  9. Plate-forme de développement permettant une large personnalisation / mises à jour futures
  10. De nombreuses possibilités de dialogue avec d’autres applications logicielles en amont / aval des impressions (impression directe à partir de logiciels de CAO, jusqu’au traitement comptable / ERP.
  11. Manuels d’utilisation en ligne / tutoriaux / vidéos

Wolf Upgrade : de l’IA dans une imprimante 3D

La “Ratrig VCore 3 Wolf” est une contribution à la communauté open  source, particulièrement au travail de :

L’équipe Ratrig (Portugal), Joseph Prusa République Tchèque, Grégoire Saunier (Suisse), l’innovante communauté Klipper  et tant d’autres qui seront mentionnés dans les futures documentations.

Premiers pas

  1. Ajouter des sens aux imprimantes 3D: pourquoi ? comment ?

Dans l’ensemble, une imprimante 3D est aveugle, sourde, sans aucun moyen de savoir ce qui se passe dans notre monde 3D réel pendant qu’elle imprime.

Imaginez-vous en train de gravir une montagne aux mille courbes et lignes.

Aucun moyen de savoir où vous êtes à part Google Maps, quand soudain votre écran devient noir… mais quand même, vous devez atteindre le sommet à votre vitesse/acceleration maximum, de mémoire, en calculant tout à chaque instant.

Avec des capteurs en temps réel, l’imprimante 3D a plus de chances de détecter tout ce qui ne va pas, avec de meilleures chances de récupération.

Traiter autant de données, avec les nombreuses variables que l’impression 3D implique, en fait l’application parfaite pour les machines d’apprentissage (learning machine).

Le projet vise à mettre à niveau le candidat initial (Ratrig Vcore 3) avec des sens supplémentaires, avant de porter le système embarqué sur d’autres châssis, géométries  :

  • Vision, avec un système multi-caméras intégré, incl. reconnaissance d’objets.
  • Tactile  : introduction de capteurs piézo sur les points clés pour améliorer la détection de contact, capteur de filament en temps réel (y compris contrôle du diamètre, prévention active du colmatage), contrôle des pilotes pas à pas en boucle fermée, alimentation des données vers les microcontrôleurs tous orientés vers la carte principale 
  • Analyse de l’air : boîtier entièrement intégré avec analyse des fumée, température, filtration entrée sortie et détection incendie.
  • Son : Chaque utilisateur régulier sait qu’une imprimante 3D a sa propre «note», et “tousse” parfois. La mesure de vibration sur différentes fréquences et points de l’imprimante ne peut être qu’une information complémentaire utile à l’analyse.
  1. Traiter les donnée pour améliorer les usages 

Avec Klipper comme firmware de base, le matériel initial est théoriquement capable de gérer des vitesses d’impression très élevées mais surtout des accélérations/décélérations.

Klipper est une branche récente des firmware open source, d’une haut niveau de performance, confiant à une carte dédiée de  type Raspberry Pi la gestion des calculs des mouvements. La carte mère est alors libérée de calculs complexes, libérant de la bande passante pour gérer des mouvements bien plus rapides.

Successeur hybride des meilleurs firmware, codé en Python / C++, il offre un grand potentiel de développement.

La  carte annexe, généralement un Raspberry, ouvre de nouveaux ports GPIO extensibles à toute une variété de capteurs.

Les problèmes de gestion anticipée de la pression de la buse en début et fin d’accélération sont réduits à un niveau marginal et le réglage des vibrations a ouvert la porte à une nouvelle ère de simplicité et de répétabilité.

La gestion des débits et des vibrations qui détériorent les impression à vitesses moyennes, sans une gestion active,  sont désormais lissés, même à grande vitesse grâce à Klipper, sur la simple base d’un accéléromètre de calibrage.

L’impression 3D offre :

– un plan d’action très détaillé (le fichier Gcode contenant les instructions d’une pièce donnée) 

– une grande variété de cartes, pouvant être couplées à une puissance de traitement supplémentaire comme les familles Raspberry Pi, ESP32 & JetsonNano.

– Une opportunité unique de mettre en œuvre des capteurs et de collecter des données dans un environnement clos.

Nous avons tous les ingrédients pour l’alimentation parfaite d’une machine d’apprentissage, avec :

  • Surveillance / contrôle multisens en temps réel sur le processus d’impression réel, 
  • Traitement des données consolidé sur les unités initiales de la série V1.
  • Calibrage entièrement assisté
  • Réduction considérable des échecs d’impression
  • Expérience utilisateur globale améliorée
  • Amélioration considérable des temps d’impression sans compromission de la qualité/la fiabilité.
  • Meilleure tolérance  aux erreurs de préparation des pièces  et rattrapage d’erreurs en cours d’impressions.
  • Faibles coûts de maintenance et augmentation de la disponibilité/répétabilité.

Au-delà… : construire un savoir-faire local haut de gamme

  • Fournir une version bêta limitée à des utilisateurs avertis.
  • Faciliter l’accès à impression 3D professionnelle pour les PME/TPE.
  • La constitution d’un écosystème complet de guides d’utilisation en ligne sur les normes définies par Prusa Research, aide à la diffusion des « artisans 3D » locaux.
  • A partir de la V2 : baisse du coût des machines entièrement pré-assemblées.

Calendrier (a confirmer)

  • Phase de recherche initiale, prototypage => Décembre 2021
  • 10 livraisons batch V1 : 2022
  • Livraisons initiales V2 : 2023

Tarifs : Nous consulter