Motivation
Die Globalisierung fordert die Wettbewerbsfähigkeit der Einzel- und Kleinserienfertigung in Deutschland heraus. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an die Unternehmen bezüglich ihrer Produkte hin zu kürzeren Entwicklungszyklen und zunehmender Produktvielfalt bei gleichzeitig steigenden Qualitätsansprüchen. Unternehmen müssen entsprechend flexible Produktionsumgebungen mit planbaren Fertigungstechnologien einsetzen (Industrie 4.0). Dazu werden in der Produktionstechnik immer stärker datenbasierte Methoden zur Planung und Steuerung eingesetzt. Der Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) eröffnet beispiellose Analysemöglichkeiten, um Energie, Zeit, Ressourcen und Materialausschuss zu reduzieren. Insbesondere in der Einzel- und Kleinserienfertigung steht KI jedoch noch am Anfang der Integration.
Ziele und Vorgehen
Das Projekt KI4ToolPath: Geometrieunterstützte Klassifizierung von Prozesszuständen zur Bahnplanungsunterstützung hat das Ziel, KI in diese Fertigungsprozesse zu bringen. Dazu werden zwei vielversprechende Ansätze kombiniert: Zum einen wird ermöglicht, Informationen über das gewünschte Aussehen des Produkts während des Fertigungsprozesses verfügbar zu machen, und zum anderen soll darauf aufbauend ein selbstoptimierendes, anpassungsfähiges Fertigungsverfahren entwickelt werden. Umgesetzt und validiert werden diese Methoden am Anwendungsfall eines 3D-Druck-Verfahrens (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM). WAAM ermöglicht die schnelle, materialeffiziente und flexible Einzel- oder Kleinserienfertigung großer und geometrisch komplexer Produkte. Bisher werden die dafür erforderlichen computergenerierten Fertigungsparameter von Expertinnen und Experten nachträglich händisch optimiert, um Abweichungen von der gewünschten Form zu verringern. In diesem Projekt werden automatisierte Optimierungsverfahren entwickelt und dann gegen die händische Optimierung verglichen. Ziel ist es, bestimmte Vorgabenparameter noch besser einzuhalten.
Innovationen und Perspektiven
Auf Basis der Projektergebnisse entstehen neue Komponenten, welche sowohl den Softwaremarkt für computergestützte Fertigung als auch das Angebot von KI für industrielle Anwendungen erweitern sollen. Die Integration dieser innovativen Lösungen kann so auch für kleine Unternehmen finanzierbar angeboten werden. Langfristig wird zudem die Erschließung neuer Märkte angestrebt.