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Forscher begutachten Bauteile, die
im neuen Verfahren hergestellt
wurden; © Fraunhofer IFAM

Ob Brillenscharniere, chirurgische Instrumente oder Elemente für Herzklappenprothesen - Bauteile aus Metall können winzig sein. Seit einigen Jahren setzen Hersteller solcher komplexer geometrischer Bauteile auf eine spezielle Fertigungstechnologie: den Metallpulverspritzguss. Doch bei der Produktion kann auch einmal etwas schief gehen. Defekte kann man jedoch erst am fertigen Bauteil erkennen. Für eine Nachbesserung oder Reparatur ist es dann aber meist zu spät.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM streben jetzt die Null-Fehler-Produktion an. Die Idee: Ein System soll während der Formgebung sämtliche Parameter wie Gewicht, Druck und Temperatur überwachen und eine Aussage über die Bauteil-Qualität treffen können. "Fehler, Maßabweichungen oder Defekte wie Risse, Verzug sowie Hohlräume registriert man so schon während der Fertigung", sagt Doktor Thomas Hartwig, Projektleiter am IFAM. "Darauf kann der Hersteller sofort reagieren und die entsprechenden Einstellungen ändern."

Die technische Unterstützung liefert ein neuronales Netzwerk. Ein solches haben die IFAM-Ingenieure für den Metallpulverspritzguss entwickelt. "Diesem liegen hochkomplexe Algorithmen zugrunde", erklärt Hartwig. "Das neuronale Netz hat - verglichen mit bisheriger Software - den Vorteil, dass es selbstlernend ist." Es kann nach einer kurzen Trainingsphase sämtliche Messdaten in der Anlage interpretieren und sie in einen Zusammenhang bringen, der ohne dieses Netz womöglich nicht erkannt würde. Eingebaut in die Prozessregelungssysteme erhält der Hersteller alle relevanten Informationen: Etwa welches Gewicht das Bauteil am Ende haben wird, wenn man an der einen Stelle der Prozesskette den Druck, an der anderen die Temperatur ändert.

"Mit neuronalen Netzen wollen wir den Ausschuss mindestens halbieren", sagt Hartwig. "Das spart den Herstellern hohe Kosten, denn die Ausgangsmaterialien sind sehr teuer. Zudem könnten neuronale Netze irgendwann die Qualitätsprüfung hinfällig machen und auch in anderen Serienverfahren wie beim Druckguss in der Leichtmetallindustrie verwendet werden.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft