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Weniger Formfehler durch Künstliche Intelligenz

Bearbeitung eines Implantats
Bild: Leibniz Universität Hannover

Die Herstellung von Einzelstücken, wie beispielsweise patientenindividuelle Implantate oder Formwerkzeuge, ist eine große Herausforderung, da auch die Fertigung individuell geplant werden muss. 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, die Erfahrungen aus vorherigen Prozessen nutzt, 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.“

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.

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