Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein KI-System namens VisiPrint entwickelt, das aus zwei Bildern realistische Vorschauen für 3D-Drucke generieren kann. Das System soll Designer:innen und Hersteller:innen helfen, das Erscheinungsbild von Druckobjekten genauer vorherzusagen und so den Ausschuss durch Nachdrucke aufgrund ästhetischer Abweichungen zu reduzieren.
Das VisiPrint-System erfordert, dass Nutzer:innen einen Screenshot der 3D-Drucksoftware und ein Bild des Druckmaterials hochladen. Anschließend erzeugt es automatisch eine Rendering-Vorschau. Es kann nicht nur mit verschiedenen Materialproben umgehen, sondern berücksichtigt auch Farbe, Glanz, Transluzenz sowie die Auswirkungen des Fertigungsprozesses auf das Objektaussehen. Dieses ästhetisch fokussierte Vorschautool hat Anwendungspotenzial in Bereichen wie der Zahnmedizin und Architektur, beispielsweise um die Farbe von Zahnkronen abzustimmen oder die visuelle Wirkung von Modellen zu bewerten.
Die Forscher konzentrierten sich auf die gängigste 3D-Drucktechnik, das Fused Deposition Modeling (FDM), bei dem Objekte schichtweise durch Schmelzen und Extrudieren von Material hergestellt werden. Die Herausforderung bei der Generierung genauer Vorschauen liegt darin, dass der Fertigungsprozess das Aussehen des Materials verändern kann. VisiPrint nutzt zwei zusammenarbeitende KI-Modelle: Ein Computervision-Modell extrahiert Merkmale aus Materialproben, ein anderes Generierungsmodell führt Berechnungen unter Einbeziehung von Geometrie und Slicing-Mustern durch. Mittels einer Conditional-Modulation-Methode balanciert das System Tiefenkarten und Kantenkarten aus, um die Objektform und strukturelle Grenzen beizubehalten.
„Der 3D-Druck kann ein sehr verschwenderischer Prozess sein“, sagte Maxine Perroni-Scharf, MIT-Doktorandin und Hauptautorin der Studie. „Einige Untersuchungen schätzen, dass bis zu ein Drittel des Materials direkt auf Deponien landet, oft von Nutzern weggeworfene Prototypen. Um den 3D-Druck nachhaltiger zu machen, wollen wir die Anzahl der Versuche reduzieren, die nötig sind, um den gewünschten Prototyp zu erhalten.“ Das System wurde auf GitHub veröffentlicht und in einer Nutzerbewertung getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass VisiPrint bei der Bereitstellung eines besseren Aussehens und ähnlicher Texturen überlegen ist und der Vorschauprozess durchschnittlich etwa eine Minute dauert – schneller als konkurrierende Methoden.
Zukünftig planen die Forscher, Artefakte in der Vorschau feiner Details zu beheben und die Funktionalität zu erweitern, um andere Aspekte des Druckprozesses zu optimieren. Prof. Patrick Baudisch vom Hasso-Plattner-Institut kommentierte: „‚What you see is what you get‘ (WYSIWYG) war der Hauptfaktor, der Desktop-Publishing in den 1980er Jahren ‚passieren‘ ließ, weil es Nutzern ermöglichte, beim ersten Versuch das zu bekommen, was sie wollten. Jetzt ist es an der Zeit, WYSIWYG auch für den 3D-Druck zu realisieren. VisiPrint ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung.“ Das System ist für die Kompatibilität mit verschiedenen 3D-Drucksoftwares konzipiert und zielt darauf ab, durch präzise Vorschauen die Nachhaltigkeit der 3D-Drucktechnologie voranzutreiben.
Veröffentlichungsdetails: Autor: Adam Zewe, Massachusetts Institute of Technology; Titel: „VisiPrint system generates realistic 3D-print previews from two images“.
