研究人員和行業(yè)參與者越來越多地利用 3D 打印來改進(jìn)和優(yōu)化傳感器集成應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)的早期流行應(yīng)用是可穿戴電子傳感器，例如谷歌的“Jacquard”標(biāo)簽，它可以貼在日常用品上，賦予它們運(yùn)動(dòng)感應(yīng)功能。谷歌的 ATAP 部門利用 Stratasys 的 PolyJet 3D 打印技術(shù)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，使他們的佩戴者能夠通過某些手勢控制他們的手機(jī)。

      3D打印還被用于生產(chǎn)其他可穿戴技術(shù)，例如壓電驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備，以及睡眠監(jiān)測“智能床”、嵌入式傳感器無人機(jī)和用于遠(yuǎn)程作物監(jiān)測的水合作用傳感器等等。而最近，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場了解，德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所 (Fraunhofer ILT) 的研究人員正在開發(fā)一種能夠智能維護(hù)列車部件的 3D 打印傳感器系統(tǒng)。

© 3D科學(xué)谷《3D打印與電子產(chǎn)品白皮書》

人工智能驅(qū)動(dòng)的傳感器系統(tǒng)

Fraunhofer ILT 與行業(yè)合作伙伴合作，并利用聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部的資金開發(fā) SenseTrAIn——一種人工智能 (AI) 驅(qū)動(dòng)的傳感器系統(tǒng)，可無線持續(xù)監(jiān)控 3D 打印組件的狀況。

© 亞琛Fraunhofer ILT 弗勞恩霍夫激光研究所

傳感器集成技術(shù)的有前景的應(yīng)用包括火車門機(jī)構(gòu)、初級(jí)和偏航阻尼器以及輪對(duì)軸承蓋。人工智能驅(qū)動(dòng)的傳感器系統(tǒng)的最終目標(biāo)是發(fā)出信號(hào)，表明是否需要更換或維修，何時(shí)何地需要更換或維修。

© 亞琛Fraunhofer ILT 弗勞恩霍夫激光研究所

 使用 SenseTrain 監(jiān)控軌道部件

SenseTrAIn 是一種高效智能地監(jiān)控鐵路工程中安全相關(guān)功能的方法，例如監(jiān)控列車門和底盤部件。與Fraunhofer ILT 一起參與該項(xiàng)目的行業(yè)合作伙伴包括組件集成傳感器開發(fā)商 ME-Meßsysteme、預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)商 DATAbility 和運(yùn)輸軟件開發(fā)商 Vedisys。

合作伙伴于2021年9月啟動(dòng)該項(xiàng)目，在 2024 年之前致力于 SenseTrAIn 的開發(fā)和優(yōu)化。該項(xiàng)目正在歐洲最大的鐵路集團(tuán)DB的技術(shù)能力中心進(jìn)行，希望為歐洲鐵路的智能維護(hù)設(shè)定路線網(wǎng)絡(luò)。

最終，該項(xiàng)目希望開發(fā)一種綜合方法，將來可能涉及火車底盤和車門中的傳感器，通過5G聯(lián)系德國鐵路股份公司的SAP系統(tǒng)，并在缺陷發(fā)生之前報(bào)告缺陷。

有缺陷的鐵路部件會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營延誤，給乘客帶來不便。但是，在嚴(yán)格的維護(hù)間隔內(nèi)更換仍處于工作狀態(tài)的部件既不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。SenseTrAIn項(xiàng)目合作伙伴希望通過他們新穎的人工智能驅(qū)動(dòng)的傳感器集成技術(shù)來解決這些問題。

© 亞琛Fraunhofer ILT 弗勞恩霍夫激光研究所

      項(xiàng)目合作伙伴正在利用激光粉末床溶化 (LPBF) 3D 打印技術(shù)制造傳感器嵌入式組件。LPBF 通過在特定點(diǎn)暫停打印過程以在繼續(xù)之前將傳感器構(gòu)建到零件中，使傳感器和執(zhí)行器等電子元件能夠集成到金屬零件中。

被確定為SenseTrAIN潛在應(yīng)用的零部件包括門機(jī)構(gòu)、主阻尼器和偏航阻尼器，以及密封車輪軸承座的輪對(duì)軸承夾。從維護(hù)的角度來看，輪對(duì)軸承蓋是關(guān)鍵部件，因?yàn)樵黾拥呢?fù)載會(huì)導(dǎo)致溫度升高和更大的磨損風(fēng)險(xiǎn)。通過 SenseTrAIn，集成在蓋子中的溫度和加速度傳感器可以在早期檢測到熱流道及其原因。

     為確保該項(xiàng)目的成功，亞琛弗勞恩霍夫 (Fraunhofer) 研究人員已經(jīng)確定需要一個(gè)大型有效數(shù)據(jù)庫來優(yōu)化 AI 傳感器組合。Fraunhofer ILT激光研究所的科學(xué)家正在使用DB的Trainlab在現(xiàn)實(shí)的日常條件下測試新的傳感器技術(shù)。在合作伙伴開始在日常操作中測試系統(tǒng)之前，從測試中收集的信息將用于訓(xùn)練人工智能。

(責(zé)任編輯：admin)

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