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Region Westerwald/Sieger erforscht KI für das Schweißen

EU-Forschung zur künstlichen Intelligenz
KI soll das Schweißen perfektionieren

Mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz soll die Schweißtechnik zukunftsfähig bleiben – weg von „dirty and dangerous“ hin zu „clean and digital“. Das Technologie-Institut für Metall und Engineering (Time) in Wissen will hier die Führerschaft übernehmen und kooperiert mit dem Land und der Uni Siegen.

Walter Lutz, Fachjournalist in Haiger

In diesem Herbst startet ein Digitalisierungsprojekt in der Region Westerwald/Siegerland mit ihren 3.000 Metallbaubetrieben, bei denen die Schweißtechnik im Fokus steht und das unternehmerische Schaffen dominiert. „Exploration of KI in welding“ (exoKIwe) nennt es sich, also die Erprobung von Künstlicher Intelligenz in der Schweißtechnik. Das Projekt basiert auf einem Fördervorhaben des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), dem wichtigsten Instrument der Regionalförderung der Europäischen Union.

Ziel ist die wissenschaftliche Untersuchung, inwieweit durch eine KI-basierte Voraussage der Schweißparameter besonders bei kleinen Losgrößen eine verbesserte Schweißnahtqualität und somit eine höhere Fertigungseffizienz und Produktqualität erreicht werden kann. Da das Schweißen eine Hightech-Querschnittstechnologie mit enormer Anwendungsbreite und Bedeutung ist, erzielt jede Verbesserung eine große Breitenwirkung auf die Zukunftsfähigkeit von schweißenden Unternehmen, heißt es bei Time.

Automatisierung und Digitalisierung sind die Zukunft

„Damit einher gehen enorme ökonomische und ökologische Einsparpotentiale“, zeigt sich Time-Geschäftsführer Dr. Ralf Polzin überzeugt. „Die Automatisierung und Digitalisierung in der Schweißtechnik wird besonders für die vielen klein- und mittelständigen Unternehmen in unserer Region immer wichtiger werden, um dem Facharbeitermangel zu begegnen und wettbewerbsfähig zu bleiben.“

Mit „exoKIwe“ soll ein weiterer Strategieschritt gegangen werden, um in der Anwendungsforschung das notwendige Wissen aufzubauen, mit dem heimische Unternehmen ihre Produkte und Fertigungsprozesse optimieren können. Dr. Polzin: „Wir bauen dabei keine Luftschlösser. Wir setzen auf dem vorhandenen, fundierten Schweißprozessverständnis, Werkstoffkunde und der schweißgerechten Konstruktion auf.“

Simulationen ersetzen teure Schweißversuche

Einen weiteren Beitrag zur Digitalisierung soll die Anwendungsforschung und Erprobung der Schweißstruktur-Simulation leisten. In der Praxis bedeutet dies: Aufwendige Schweißversuche sollen durch numerische Simulationen ersetzbar werden. Denn Digitalisierung und Automatisierung funktionieren nur, wenn Simulationen die Praxis ausreichend gut wiedergeben.

Die Schweißstruktur-Simulation ermöglicht sogar die Berechnung des Gefüges nach dem Schweißen. Dr. Polzin: „Darüber hinaus wird sich ein Vorhaben mit der Entwicklung hybrider Werkstoffmodelle für die Traglast- und Crash-Simulation beschäftigen. Denn die mehrphasige heterogene Materialstruktur nach dem Schweißen lässt sich bisher nicht für die Crash-Simulation verwenden.“

Cluster-Initiative „Welding Valley“ will Standards schaffen

Das Technologie-Institut für Metall & Engineering beherrscht beides: das echte Schweißen sowie die Simulation. „Also können wir verlässlich validieren, ob Theorie und Praxis übereinstimmen“, betont Time-Mitarbeiter Moritz Wirth. Denn Time gehöre zu den wenigen Einrichtungen Deutschlands, die sich überhaupt mit Schweißstruktur-Simulation beschäftigen. „Wer Prozesse simulieren kann, spart massiv bei praktischen und kostenaufwendigen Versuchen“, unterstreicht der Projektleiter. In Wissen stehe dazu das Equipment für die komplette Bandbreite zur Verfügung: vom manuellen und mechanisierten Schweißen bis zum automatisierten Schweißen per Cobot und Roboter.

Gemeinsam mit der Uni Siegen arbeitet Time auch auf dem Gebiet des 3D-Drucks von Metallen. Außerdem engagiert sich das Institut in der Cluster-Initiative „Welding Valley“, an dem sich bereits über 160 Unternehmen beteiligen. „Wir wollen hier anerkannte technischer Standards schaffen für die durchgängige, echtzeitnahe Digitalisierung aller relevanten Informationsprozesse vor, während und nach dem Schweißen“, erklärt Dr. Ralf Polzin. (os)

Technologie-Institut für Metall und Engineering (Time)
Koblenzer Straße 43
57537 Wissen/Sieg
Tel.: 02742 91272–0
www.time-rlp.de


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