用3D打印制作的物體比傳統制造方法制造的物體更輕，更強，更復雜。 但是，在3D打印改變大多數設備的生產之前，必須克服一些技術挑戰。商業上可用的打印機通常只提供高速、高精度或高質量的材料.它們很少提供所有這三種產品，這限制了它們作為制造工具的用途。目前，3D打印主要用于特種零件的原型制作和小批量生產.

        現在，麻省理工學院的一家初創公司Inkbit正致力于將3D打印的所有好處應用到一系列以前從未打印過的產品上-它的目標是將這些產品的數量從根本上擾亂各個行業的生產過程。該公司正在通過將其多功能噴墨3D打印機與機器視覺和機器學習系統配對來實現這一目標。視覺系統在打印物體時對物體的每一層進行全面掃描，以糾正實時錯誤，而機器學習系統則利用這些信息來預測材料的翹曲行為，并做出更精確的最終產品。Inkbit的聯合創始人兼首席執行官davide marini說：“公司誕生的初衷是給3D打印機賦予眼睛和大腦。”

        這個想法為Inkbit的機器解鎖了一系列應用程序。該公司表示，與其他打印機相比，它可以更準確地打印出更靈活的材料。如果一個物體，包括一個計算機芯片或其他電子元件，被放置在打印區域，機器可以精確地打印它周圍的材料。當一個物體完成時，機器會保存一個數字副本，可以用來保證質量。

 Inkbit是麻省理工學院的一家初創公司，它開發了一臺多功能噴墨3D打印機，能夠產生許多以前從未打印過的物品。圖片：Inkbit提供

       Inkbit仍然是一家早期公司。目前有一臺可操作的生產級打印機.但該公司將于今年晚些時候開始銷售打印品，從約翰遜(Johnson)和約翰遜(Johnson)的試點開始，然后在明年銷售打印機。如果Inkbit能夠利用目前銷售醫療設備、消費產品和汽車零部件的公司的利益，那么它的機器將在未來幾年內在數十億美元的市場中發揮主導作用，從牙科定位儀到工業工具和睡眠呼吸暫停口罩。“每個人都知道3D打印的優勢是巨大的，”Marini說。他說：“但大多數人都在接受這項計劃時遇到困難。技術還沒有實現。我們的機器是第一臺能夠了解材料性能并預測其行為的機器。我相信它將是革命性的，因為它將使任何人都能極快地從一個想法轉變為一個可用的產品。它為每個人提供了商機。“

有潛力的打印機

       一些今天最難打印的材料也是目前制造過程中最常用的材料。這包括類似橡膠的材料，如硅酮和高溫材料，如環氧樹脂，這些材料通常用于絕緣電子產品和各種消費、健康和工業產品。這些材料通常很難打印，導致不均勻的分布和打印過程的失敗，如堵塞。隨著時間的推移，它們也傾向于在邊緣收縮或旋轉。Inkbit的聯合創始人Wojciech Matusik，電子工程和計算機科學副教授，javierramos，wongshou wang，kiril vi線人?e多年來一直在matusik‘s致力于解決這些問題。計算Fabrications群在計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)。

    2015年，這兩位聯合創始人是一群研究人員之一，制造了一臺相對低成本、精確的3D打印機。通過利用機器視覺，可以一次打印出創紀錄的10種材料。這項壯舉引起了許多有意將生產轉變為3D打印的大公司的關注，第二年，這四名工程師得到了Deshpande中心的支持，將他們將機器視覺與3D打印相結合的想法商業化。

       在麻省理工學院，Matusik的研究小組使用一個簡單的3D掃描儀來跟蹤其機器的進展。對于Inkbit的第一臺打印機，創始人想要大大提高他們機器的“眼睛”。他們決定使用光學相干斷層掃描儀，它使用長波長的光透過材料表面，并以人類頭發寬度的分辨率掃描材料層。由于傳統上只有眼科醫生才能使用光學相干斷層掃描儀來檢查患者眼睛表面以下的情況，所以僅有的一種掃描速度太慢，無法掃描3D打印部件的每一層-因此Inkbit的團隊就像Marini描述的那樣“咬了子彈”，并制造了一臺定制的光學相干斷層掃描儀，他說，它的速度是當今市場上任何其他設備的100倍。

       當一個圖層被打印和掃描時，公司專有的機器視覺和機器學習系統會自動糾正任何實時錯誤，并主動補償易變材料的翹曲和收縮行為。這些工藝進一步擴大了該公司能夠打印的材料的范圍，方法是移除其他打印機使用的滾筒和刮刀，以確保精度，而在難以打印的材料中使用時，往往會發生堵塞。該系統旨在使用戶能夠在同一臺機器上進行原型和制造新的對象。Inkbit目前的工業打印機有16個打印頭，用于制造多個零件，還有一個打印塊，足夠大到每年生產幾十萬個拳頭大小的產品(或更小數量的更大的產品)。該機器的非接觸式噴墨設計意味著，增加以后的迭代大小將與擴大打印塊一樣簡單。

        Matusik說：“以前，人們可以用多材料打印機制作原型，但他們不能真正制造最終零件。”他指出，Inkbit的零件后處理可以完全自動化。“使用任何其他制造方法都是不可能的。”

      Inkbit公司機器的新功能意味著創始人想要打印的一些材料是不可用的，因此該公司已經創建了一些自己的化工廠，以使他們的產品性能達到極限。一種用于打印前混合兩種材料的專有系統將于明年在打印機Inkbit船上使用。這種由兩部分組成的化學混合系統將使公司能夠打印范圍更廣的工程級材料。作為Inkbit的戰略合作伙伴，強生公司正在收購首批打印機之一。這個MIT啟動交換加速器(STEX 25)在使Inkbit公司接觸到諸如Amgen、Asics、BAE Systems、Bosch、Chanel、Lockheed Martin、Medtronic、Novartis等領先公司方面也發揮了重要作用。

      今天，創始人花費了大量的時間來教育產品設計團隊，這些團隊以前從未能夠打印他們的產品-更不用說將電子元件集成到3D打印部件中了。設計師和發明家可能還需要一段時間才能充分利用集成的、多材料的3D打印所釋放出來的可能性。但就目前而言，Inkbit正在努力確保，當未來到來時，最有想象力的人將有一臺機器可供使用。

    Matusik說：“其中有些已經遠遠領先于時代。”“我認為，看看人們將如何將其用于最終產品，這將是非常有趣的。”