Ressourceneffiziente Fügeprozesse im Leichtbau durch Künstliche Intelligenz
Aluminiumlegierungen besitzen ein hohes Leichtbaupotential beispielsweise im Automobil- und Maschinenbau. Die Verwendung wird in der Praxis aber oftmals eingeschränkt, weil etablierte Fügeprozesse wie Schweißverfahren fehlen. Methoden Künstlicher Intelligenz sollen helfen, die Qualität von Schweißverbindungen zu verbessern und zuverlässig einzuschätzen, um die Nutzungsdauer von Leichtbaukomponenten und deren Ressourceneffizienz zu erhöhen.
Worum geht es?
Das Schweißen von Aluminiumwerkstoffen ist problematisch, da die inhomogen wachsende Oxidschicht (Passivierungsschicht), die benötigten Trockenschmiermittel sowie auch Klebstoffe die Schweißqualität von vielen Schweißverfahren stark beeinflussen. Aufgrund fehlender Kenntnisse der Zusammenhänge kann die Qualität der Schweißverbindungen nicht zuverlässig eingeschätzt werden. Da keine adäquaten Analyseverfahren zur Verfügung stehen, führt dies oftmals dazu, dass Bauteile vor Ende der möglichen Nutzungsdauer verschrottet werden.
Lösungsansatz durch digitalisierte Materialforschung
Ziel des Projekts „AnAttAl“ ist es, mithilfe Künstlicher Intelligenz die Einflüsse des Materials und deren Oberflächenbeschaffenheit auf die Fügbarkeit zu analysieren und das Fügeergebnis vorherzusagen. Hierfür wird ein Wissensmanagement entwickelt, welche die verfügbaren Daten aus Messung, Prozess und Simulation semantisch beschreibt und in natürlicher Sprache zugreifbar macht. Darauf aufbauend sollen logikbasierte Algorithmen Zusammenhänge automatisch auswerten und interpretieren, um dadurch die Beziehung von Prozess-Material-Qualität aufzuschlüsseln. Im Projekt wird dabei das Fügeverfahren Widerstands- und Elektronenstrahlschweißen untersucht.
Im Falle eines Projekterfolges steht ein Werkzeug zur Verfügung, das die Nutzungsdauer von Aluminiumwerkstoffen deutlich erhöhen kann. Dadurch wird unnötige Verschrottung vermieden und der Bedarf an neuem Material reduziert. Dies bietet durch Ressourceneinsparungen und einem geringeren Ausstoß an Treibhausgasen wesentliche wirtschaftliche und gesellschaftliche Vorteile. Durch die Anbindung an die Plattform Materiadigital soll die Nutzung und die Übertragung auch auf andere Anwendungsfelder gewährleistet werden.