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Fertigungsprozesse

70 Prozent weniger Formfehler durch KI

| Redakteur: Sebastian Human

Fehler gehören zu den meisten Lernprozessen unweigerlich dazu – vermeiden möchte man sie aber trotzdem gerne. An der Leibniz Universität Hannover (LUH) wurde nun eine KI-gestützte Methode entwickelt, die Formfehlerquote in der Fertigung um 70 Prozent zu reduzieren.

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KI-Technologien können die Fertigung bei der Reduktion von Formfehlern unterstützen.
KI-Technologien können die Fertigung bei der Reduktion von Formfehlern unterstützen.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Geht es um die Produktion von Einzelstücken, wie patientenindividuelle Implantate oder Formwerkzeuge, gilt es einige Herausforderungen zu meistern. Schließlich muss auch die entsprechende Fertigung individuell geplant werden.

Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover (LUH) feierte nun das Programm „Wege in die Forschung“, das sich der Problematik widmet, seinen erfolgreichen Abschluss. Im Zuge des Projekts gelang es dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Florian Uhlich, eine Methode zu entwickeln, die die Planung 5-achsiger Prozesse für die Bearbeitung von Freiformflächen ermöglicht. Die Besonderheit: das neuentwickelte Verfahren greift auf Erfahrungen aus vorherigen Prozessen zurück. So wird sichergestellt, dass das Bauteil gleich beim ersten Versuch den Anforderungen entspricht.

Simulationsdaten präskriptiv auswerten

Die technische Grundlage des Projekts bildet eine prozessparallele Simulation des Fertigungsprozesses. Diese fungiert sozusagen als virtueller Sensor und erstellt auf diese Weise eine bauteilunabhängige Beschreibung der Eingriffsverhältnisse. Verbindet man die so generierten Informationen mit Messwerten aus der Bauteilprüfung, lassen sich durch maschinelles Lernen bauteilunabhängige Beziehungen zwischen Qualitätsmerkmalen und Prozessgrößen ableiten.

Die so ermittelten Beziehungen bilden wiederum die Basis, um neue Prozesse zu planen. Dies ermöglicht dem Wissenschaftler die Vorhersage zu erwartender Formfehler für noch nicht gefertigte Bauteile, die auf die Werkzeugbelastung zurückzuführen sind. Auch wenn die einzelnen Bauteile hinsichtlich ihrer Gestaltung stark voneinander abweichen, konnte so eine sehr hohe Prognosegüte erzielt werden. Diese präzise Vorhersage diente anschließend als Grundlage für eine proaktive Kompensation des Formfehlers – und zwar um über 70 Prozent.

Möglich wurde das Forschungsprojekt durch das Nachwuchsförderprogramm „Wege in die Forschung“ der LUH. „Ich hatte dadurch die Chance, intensiv an der Methode zur Planung 5-achsiger Prozesse mit Künstlicher Intelligenz zu arbeiten und damit wesentliche Grundlagen für meine Dissertation zu schaffen.“, so Uhlich.

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