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Fertigung: 70 Prozent weniger Formfehler durch KI

07.08.2019

Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover (LUH) hat der wissenschaftliche Mitarbeiter Florian Uhlich eine Methode zur Planung 5-achsiger Prozesse für die Bearbeitung von Freiformflächen entwickelt. Seine Methode nutzt Erfahrungen aus vorherigen Prozessen, um zu gewährleisten, dass das Bauteil beim ersten Versuch den Anforderungen entspricht.

Die LUH hat Uhlichs Projekt im Rahmen ihres Nachwuchsförderprogramm "Wege in die Forschung" ermöglicht. Uhlich: "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"

Bild: Hüftimplantat aus Titan auf einer weißen Oberfläche; Copyright: panthermedia.net/coddie

Bei den üblichen Fertigungstechniken für Metallimplantate, wie Fräsen, fällt eine große Menge Abfall in Form von Spänen an. Umso ärgerlicher, wenn das Teil wegen eines Formfehlers nicht mehr zu gebrauchen ist.

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Bild: rotes Druckteil im 3D-Drucker; Copyright: panthermedia.net/rombostudio
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In dem Projekt wird eine prozessparallele Simulation des Fertigungsprozesses genutzt, die als virtueller Sensor eine bauteilunabhängige Beschreibung der Eingriffsverhältnisse generiert. Werden die so erzeugten Informationen mit Messwerten aus der Bauteilprüfung verbunden, können mittels maschinellem Lernen bauteilunabhängige Beziehungen zwischen Qualitätsmerkmalen und Prozessgrößen abgeleitet werden.

Diese Beziehungen wiederum sind dann die Grundlage für die Planung neuer Prozesse. Im Projekt wurde so die Vorhersage des zu erwartenden Formfehlers aufgrund der Werkzeugbelastung für noch nicht gefertigte Bauteile realisiert. Dabei konnte eine sehr hohe Prognosegüte erreicht werden, auch wenn das Bauteil ganz anders gestaltet ist. Die Prognose wurde dann auch als Grundlage für eine proaktive Kompensation des Formfehlers genutzt. Dadurch werden Fehler vermieden. Die Kompensation ermöglicht eine Reduktion des Formfehlers um über 70 Prozent.

COMPAMED.de; Quelle: Leibniz Universität Hannover

Mehr über die LUH unter: www.uni-hannover.de

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