حصل مهندسو SpaceX السابقون على 14 مليون دولار لتطوير طريقة جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن

تعد طباعة الكائنات ثلاثية الأبعاد باستخدام المعدن تقنية راسخة، ولكنها تميل إلى أن تكون معقدة للغاية أو باهظة الثمن أو غير دقيقة بحيث لا تتناسب مع الطرق التقليدية على نطاق واسع. تهدف Freeform، المسلحة بمبلغ 14 مليون دولار من Nvidia وBoeing، إلى تغيير ذلك، من خلال بناء عملية طباعة جديدة مضافة للمعادن والتي يقولون إنها تغير اللعبة – ونعم، هناك زاوية للذكاء الاصطناعي أيضًا.

عمل المؤسسان المشاركان إريك باليتش (الرئيس التنفيذي) وتي جيه روناشر (الرئيس) في شركة SpaceX، حيث كانا المهندس الرئيسي والمحلل الرئيسي لمحركات ميرلين والبرامج الأخرى. وأثناء وجودهم هناك، رأوا إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء باستخدام المعدن، لكنهم واجهوا أيضًا عيوب الطريقة بشكل مباشر.

“لقد رأينا إمكانات الطباعة المعدنية؛ لديها القدرة على إحداث تحول أساسي في أي صناعة تصنع الأشياء المعدنية. قال باليتش: “لكن التبني كان بطيئاً وكان النجاح هامشياً في أحسن الأحوال”. “لماذا ليس من العملي استخدامه على نطاق واسع؟ في الأساس، بسبب ثلاثة أشياء: الجودة الرديئة وغير المتسقة؛ السرعة — الطابعات التجارية بطيئة جدًا؛ والتكلفة – سعر هذه الطابعات فلكي.

وخلصوا إلى أنهم إذا تمكنوا من تفعيل العملية لتوفير خدمة الطباعة بدلاً من بيع الطابعة، فيمكنهم فتح الأمر برمته على مصراعيه. لذلك انضموا إلى تاسو لاباس، مدير التكنولوجيا التنفيذي السابق لشركة Velo3D، لبدء Freeform.

كان الخطأ الأساسي الذي ارتكبته الشركات هو استخدام أمثال آلات CNC، والتي تُستخدم عادة في التصنيع التقليدي، كنموذج لأعمال الطباعة المعدنية. في هذه الحالة، تقوم ببيع الجهاز وبرامجه، وتجعله يعمل بأي أشكال وعمليات تستخدمها. وقال باليتش إن المضافات المعدنية مختلفة.

وأوضح قائلاً: “الطريقة التي تعمل بها هذه الأشياء اليوم هي أنها “حلقة مفتوحة” – فهي تقوم أساسًا بتشغيل ملف”. “لقد كانوا بحاجة إلى أن يكونوا أكثر ذكاءً من ذلك، لأن العملية التي يتم من خلالها إذابة مسحوق المعدن بالليزر معقدة للغاية، وبطريقة ما متغيرة بشكل لا نهائي.”

إن بيع آلة للناس والقول “كن خبيرًا لجعلها تعمل، حظًا سعيدًا” ليس وصفة للنجاح.

وقال باليتش: “لكن عندما تقرر أنك لن تقوم ببناء طابعة وتعبئتها في صندوق، وعندما تكون لديك الحرية في بناء مصنع آلي من الصفر، فهناك الكثير الذي يمكنك القيام به”.

ويتمثل حلهم في توفير الطباعة كخدمة باستخدام عملية حلقة مغلقة في جهاز مخصص يراقب الطباعة على مقياس ميكروثانية، ويضبط العوامل المختلفة لتحقيق نوع الطباعة المتوقع في مكان عمل مثل SpaceX.

تمتلك الشركة الكثير من التطورات التقنية التي يمكن أن تتباهى بها، ولكن التقدمين الأكثر أهمية هما حلقة ردود الفعل والذكاء الاصطناعي الذي يديرها.

“لدينا ردود فعل رؤية حاسوبية عالية السرعة على نظامنا الذي يعمل على نطاق ميكروثانية، وتتم معالجة كل تلك البيانات على أحدث FPGAs ووحدات معالجة الرسومات. قال باليتش: “كان علينا أن نبني هذه المجموعة بأكملها بأنفسنا من الأشياء التي أصبحت متاحة فقط في السنوات القليلة الماضية”.

يعمل نظام الحلقة المغلقة مع المراقبة في الوقت الفعلي على تخفيف مشكلات الجودة مع الاستمرار في السماح بالطباعة السريعة للأشكال الهندسية المعقدة. ومن خلال العمل كخدمة طباعة، فإنهم يحافظون على بساطة نموذج العمل.

لكن جعل هذا الجزء من النظام يعمل يتطلب التقدم التكنولوجي الثاني: نموذج للتعلم الآلي سريع بما فيه الكفاية وخبير بما يكفي لإجراء تلك المراقبة فعليًا.

قال لاباس: “لقد عاش إريك وتي جيه هذا وتوصلا إلى نفس الاستنتاجات، وهي أن صناعته تتطلب مستوى من الحوسبة وأجهزة الاستشعار لم ينشرها أحد من قبل”.

“لفهم كيفية التحكم في العملية بشكل صحيح، كنا بحاجة إلى مجموعات بيانات تعمل على نطاقات زمنية لم يكن لدى أحد. لذلك بدأنا في بناء نظام متطور للقياس عن بعد، وهو عبارة عن منصة يمكنها جمع مجموعات بيانات منسقة ومُراقبة ومُصنفة ذاتيًا تقريبًا.

سمحت لهم هذه البيانات بتمهيد نموذج لتوليد المزيد من البيانات لنموذج أفضل، وما إلى ذلك.

ولكن بعد ذلك واجهوا ضرورة السرعة.

“هناك الكثير من الأمور المشتركة بيننا وبين النماذج التوليدية، وهناك الكثير مما لا نشترك فيه. ولكن هناك شيء واحد مختلف تمامًا وهو زمن الوصول. وأوضح لاباس أن استنتاجنا يجب أن يحدث في أجزاء من الثانية حتى نتمكن من إغلاق الحلقة في هذه العمليات. مع عدم وجود حل جاهز للبيانات أو الحوسبة، كان عليهم إنشاء مجموعة GPU/FPGA “AI onroiders” من الصفر.

أحد الآثار الجانبية المترتبة على ذلك: تقوم شركة Freeform “ببناء أكبر مجموعة بيانات للإضافات المعدنية في العالم – ولهذا السبب تأتي إلينا شركات مثل Boeing. لدينا هذه القدرة الأساسية على جمع البيانات ومعالجتها والتي لا يمتلكها أي شخص آخر.

أضف ذلك إلى الفوائد الأساسية للتصنيع القائم على الطباعة، مثل سرعة وتنوع المصانع، مما يجعل حالة العمل مقنعة جدًا.

استثمرت شركتا Boeing’s AE Ventures وNvidia ما مجموعه 14 مليون دولار، على الرغم من رفضهما تفصيل ذلك بشكل أكبر. يأتي استثمار كل شركة مع امتيازات: تمنحهم Nvidia إمكانية الوصول إلى H100s وأجهزة الحوسبة الأخرى، في حين سترعاهم شركة Boeing خلال عملية تأهيل الموردين ومن المحتمل أن تشتري مجموعة من الأجزاء. (ستنضم Freeform أيضًا إلى برنامج بدء التشغيل Nvidia’s Inception.)

وقال باليتش إن لديهم عملاء في قطاعات الطيران والسيارات والصناعة والطاقة، “التسعة بأكملها”. لقد رفضوا تسجيل أي شيء، لكنهم ذكروا أنهم يصنعون كل شيء بدءًا من مكونات محركات الصواريخ وحتى أجزاء العادم لسيارات الفورمولا 1. إنهم يخططون لاستخدام الأموال لتوسيع نطاق أعمالهم، وبناء الجيل التالي من الطابعات (الأسرع بكثير)، وتوظيف ما يصل إلى حوالي 55 شخصًا إجمالاً خلال العام المقبل.

واعترف بأن نهجهم استغرق وقتًا للنمو من النظرية إلى الواقع، لكن نهجهم المنهجي والتقني هو أيضًا ما مكنهم من النجاح.

وقال باليتش: “لقد كان انتقالاً بطيئاً”. “لكنني أنظر إلى الوراء… مع ستة أشخاص، بنينا، من الصفر، أسرع منصة لصهر الليزر على الكوكب، والأجهزة والبرمجيات اللازمة لها. لقد فعلنا أشياء قال الناس أنك لا تستطيع القيام بها.”