Verbundprojekt: KI-gestütztes, selbstoptimierendes und selbstkontrollierendes Laser-polieren von Werkzeugen und extrudierten Aluminiumoberflächen. Teilvorhaben: Integration, Softwareentwicklung, Demonstration, Bewertung, Öffentlichkeitsarbeit

Die Politur komplexer metallischer 3D-Bauteile im Werkzeug- und Formenbau aber auch im Maschinen und Anlagenbau erfolgt in vielen Fällen auch in Hochlohnländern wie Deutschland immer noch manuell. Einen neuen Ansatz hierzu stellt das Laserpolieren dar. Für die Fertigung von kleinen bis mittleren Losgrößen wird das Laserpolieren derzeit jedoch nahezu nicht eingesetzt. Ein wesentlicher Grund ist, dass für jeden Werkstoff und jede Ausgangsrauheit die Verfahrensparameter zeit- und kostenaufwändig von Expertinnen und Experten bestimmt werden müssen. Ziel des deutschen Teilprojektes ist, mit einer KI-basierten, selbst optimierenden Maschine einen CNC-Maschinenbediener in die Lage zu ersetzen, innerhalb weniger Stunden automatisiert, d.h. ohne großen Personalaufwand und ohne detailliertes Prozesswissen, die Verfahrensparameter für das Laserpolieren eines Werkstoffes oder einer geänderten Ausgangsrauheit zu bestimmen, um damit direkt im Anschluss Bauteile aus diesem Werkstoff polieren zu können. Parallel zum deutschen Teilprojekt wird von den kanadischen Projektpartnern die Erkennung von Oberflächenstrukturen und Rauheiten mittels KI in Hochgeschwindigkeits-Thermographieaufnahmen untersucht. Außerdem wird im kanadischen Teilprojekt evaluiert, in wie weit eine KI-gestützte online-Auswertung von Hochgeschwindigkeites-Thermographieaufnahmen für eine online Regelung des Laserpolierprozesses speziell auch an schwierigen Bauteilgeometrien (z.B. Kanten/Ecken oder dünne Stege) geeignet ist. Im beantragten Vorhaben soll erstmalig die vollständig automatisierte Parameteroptimierung für das Laserpolieren entwickelt und demonstriert werden. Der Ansatz zur Prozessoptimierung auf Basis von Oberflächentopographie ist zudem auf viele Verfahren der Oberflächentechnik auch zur Qualitätssicherung übertragbar. Dies kann nicht nur Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit eines Maschineneinsatzes haben, sondern auch auf die Effizienz der Verfahrensentwicklung in der Forschung.