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Neue Methode

Laser verlängert Einsatzdauer von Druckguss-Werkzeugen

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik
Schages GmbH & Co.KG
G+K Umformtechnik GmbH
AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Man kann Druckguss-Werkzeuge per KI reparieren

Ein entscheidender Schritt in Richtung Serienanwendung von LMD im Werkzeugbau ist laut ILT auch die zunehmende Automatisierung. Im Rahmen des Forschungsprojekts „AI-SLAM“ (Artificial Intelligence Enhancement of Process Sensing for Adaptive Laser Additive Manufacturing) hat man am Fraunhofer ILT deshalb gemeinsam mit internationalen Partnern beweisen können, dass sich Beschichtungs- und Reparaturprozesse mithilfe von Sensorik und künstlicher Intelligenz automatisieren lassen. Dazu erfasste ein Linienlaser mit Kamera die verschlissene Oberfläche eines Werkzeugs für die Bergbauindustrie, um sie mit der ursprünglichen CAD-Geometrie abzugleichen. Aus der Differenz errechnet die Software dann die exakten Verfahrwege und die notwendige Schichtdicke, um die ursprüngliche Kontur wieder zu erhalten. Die Bahnplanung erfolge automatisch – und selbst während des Auftrags überprüfe die KI den Prozess. Abweichungen in Sachen Größe oder Ausprägung des Schmelzbades sowie Geometrie würden damit sofort erkannt und durch angepasste Prozessparameter korrigierbar.

Manuelle Parametereinstellung ist nicht mehr nötig

Eine Besonderheit stelle die Vielzahl der überwachten Größen dar. Denn außer der Geometrie erfassen Pyrometer die Temperatur, Kameras die Form des Schmelzebades und Profilometer den Schichtaufbau. Die dabei entstehenden Datenströme werden in Echtzeit zusammengeführt und durch die KI bewertet, heißt es weiter. Das Bedienpersonal müsse folglich komplexe Parameter nicht mehr manuell einstellen. Es brauche lediglich den Startbefehl. Die Regelung des Prozesses übernehme dann das System von sich aus. Damit reduziert sich die Abhängigkeit von hochspezialisierten Fachkräften, die bisher für den erfolgreichen Einsatz von LMD unverzichtbar waren.

Druckguss-Werkzeuge sind keine Verschleißteile mehr

Auch für die Gießereiindustrie bedeutet das Ganze einen deutlichen Fortschritt. Denn Reparaturen von Druckgussformen, die bisher aufwendig geplant und nur mit viel Erfahrung durchführbar waren, lassen sich künftig reproduzierbar und standardisiert erreichen. Besonders interessant sei die Möglichkeit auch deswegen, weil damit große und komplexe Werkzeuge automatisch repariert werden könnten. Defekte würden nicht nur erkannt, sondern unmittelbar behoben. Damit verringerten sich die sonst üblichen Ausfallzeiten drastisch. Außerdem lassen sich die Ergebnisse dokumentieren und damit nachweisen, was für eine Serienanwendung im industriellen Umfeld essenziell ist. Durch das Projekt entsteht also eine neue Perspektive, bei der Werkzeuge nicht mehr als Verschleißteile betrachtet werden sollten, sondern als langlebige Investitionen, die so in ihren gesamten Lebenszyklus optimiert und verbessert werden können.

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