AI-SLAM: Fünf Buchstaben stehen für das ehrgeizige deutsch-kanadische Projekt »Artificial Intelligence Enhancement of Process Sensing for Adaptive Laser Additive Manufacturing«. Ehrgeizig, weil es mit KI das Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition, LMD) auf ein neues Niveau hebt. Die KI-Software soll in Echtzeit automatisch Geometrien während des Beschichtens erfassen, Abweichungen der Prozessparameter regulieren und iterativ den Prozess durch Analyse umfangreicher Datenmengen verbessern.
Der KI-gesteuerte LMD-Prozess vereinfacht die Rolle des Bedieners bei der Beschichtung von Baggerzähnen. ©Fraunhofer ILT, Aachen
Die Idee stammt von Amit Varma, Mitgründer und Geschäftsführer der Braintoy Inc. aus Calgary in Kanada, der als Zielgruppe primär die kanadische Bergbauindustrie sieht. Diese steht nämlich vor einem Dilemma: Jährlich gilt es, Millionen von Verschleißteilen wie Steinbrecherzähne, Bohrkronen oder Reißzähne zu reparieren und neu zu beschichten. Bewährt hat sich dabei zwar das Laserauftragschweißen, doch dafür benötigen die Unternehmen sehr erfahrene Maschinenbedienende. Dazu zählt etwa die Apollo Machine and Welding Ltd. aus Alberta in Kanada, die als typischer Anwender an dem 2022 gestarteten Projekt teilnimmt. »Für derartige Job-Shops ist es unmöglich, viele erfahrene Laserbearbeiter einzustellen«, erklärt Varma. »Wir wollen nun mit KI die Aufgaben des Bedienungspersonals vereinfachen.«
Null-Fehler-Produktion: Jedes Bauteil perfekt Laserbeschichten
Zum Einsatz kommt als Basissoftware OpenARMS (Open Adaptive Repair and Manufacturing Software) von der BCT Steuerungs- und DV-Systeme GmbH, Dortmund, die speziell für die Anpassung der Bearbeitungspfade in Herstellungsprozessen konzipiert wurde. Sie arbeitet mit der Web-Plattform mIOS von Braintoy, laut Varma die einzige Technologie weltweit, die jeden Datentyp erfassen und in derselben Pipeline ausführen kann: »Die KI empfiehlt zunächst die Parameter, die der Maschinenführer einstellen muss. Dann passt sie diese Parameter sekundengenau an, damit die Beschichtung jedes Mal perfekt ausfällt.«
Eine wichtige Rolle spielt in dem Projekt das Fraunhofer ILT, das vorwiegend sein langjähriges Know-how beim Laserbeschichten mit dem LMD-Verfahren einsetzt. Projektleiter Max Zimmermann: »Wir qualifizieren die LMD-Prozesse, um sagen zu können, ob es eine gute oder eine schlechte Beschichtung ist. Die Hauptaufgabe besteht darin, unser Know-how zu visualisieren und zu digitalisieren.« Dazu lassen die Forschenden aus Aachen LMD-Prozesse laufen und die Daten in einer Form erfassen, die eine KI lesen und verarbeiten kann.
