Forscher der EMPA setzen KI ein, um die Metallverarbeitung durch 3D-Druck zu optimieren.
In Kürze
- Neues Verfahren der Powder Bed Fusion (PBF) vorgestellt
- Testaufwand um bis zu zwei Drittel reduziert
- Echtzeit-Optimierung durch spezielle Computerchips
Innovation in Metallverarbeitung durch KI und 3D-Druck
Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in Thun haben sich auf die Fahnen geschrieben, die Metallverarbeitung und den 3D-Druck mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) auf ein neues Level zu heben. Im Fokus steht dabei das innovative Verfahren der „Powder Bed Fusion“ (PBF), das Lasertechnologie nutzt, um komplexe Metallteile schichtweise zu produzieren. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Formen, die mit herkömmlichen Methoden oft nur schwer zu realisieren sind.
Herausforderungen der PBF-Technologie
Ein zentrales Problem bei der PBF-Technologie ist der zeitaufwendige Testprozess, der vor der eigentlichen Produktion notwendig ist. Hier müssen optimale Parameter wie Laserstärke und Geschwindigkeit ermittelt werden, was nicht nur viel Zeit, sondern auch erhebliche Materialkosten verursacht. Aus diesem Grund scheuen viele Unternehmen den Einsatz dieser Technik. Das Team um die Forscher Giulio Masinelli und Chang Rajani hat jedoch eine Lösung gefunden: Sie setzen auf maschinelles Lernen, um den Testaufwand erheblich zu reduzieren.
Maschinelles Lernen zur Optimierung
Dank spezieller Sensoren, die in die Lasermaschinen integriert sind, kann ein Algorithmus den aktuellen Schweißmodus erkennen und die Parameter in Echtzeit anpassen. Diese intelligente Anpassung führt dazu, dass der Testaufwand um bis zu zwei Drittel gesenkt werden kann. Das klingt nicht nur effizient, sondern könnte auch die Türen für viele Unternehmen öffnen, die bisher zögerten, in diese Technologie zu investieren.
Einsatz von FPGAs zur Prozessoptimierung
Zusätzlich arbeiten die Forscher daran, die Schweißvorgänge selbst durch den Einsatz von speziellen Computerchips, den sogenannten Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), in Echtzeit zu optimieren. Diese Chips zeichnen sich durch ihre Geschwindigkeit und Präzision aus, was sie zu einem idealen Werkzeug für die Lasertechnik macht. Mit dieser Technologie soll nicht nur der Einstieg in den 3D-Druck und die Laserverschweißung erleichtert werden, sondern auch eine breitere Anwendung und verbesserte Qualität bei gleichzeitig gesenkten Kosten erreicht werden.
Fazit
Die Entwicklungen an der EMPA zeigen, wie KI und moderne Technologien Hand in Hand gehen können, um die Metallverarbeitung effizienter und zugänglicher zu gestalten.
Quellen
- Quelle: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA)
- Der ursprüngliche Artikel wurde hier veröffentlicht
- Dieser Artikel wurde im Podcast KI-Briefing-Daily behandelt. Die Folge kannst du hier anhören.
