ProjektP5

Laserschweiß- und Bearbeitungsverfahren werden heute in strategischen Industriezweigen wie der Luftfahrt, der Automobilindustrie oder der E-Mobilität breit eingesetzt. Dennoch ist ihre Einrichtung nach wie vor langwierig, kostspielig und stark von aufeinanderfolgenden Versuchsreihen abhängig.

Dieser empirische Ansatz führt zu:

• einem hohen Ressourcenverbrauch (Material, Energie, Werkzeuge)
• Ausschuss aufgrund nicht vorhergesehener Fehler
• langen Entwicklungszeiten vor der Industrialisierung

In einem Umfeld verschärften Wettbewerbs und des Übergangs zu einer nachhaltigeren Industrie wird es unerlässlich, von einer Trial-and-Error-Logik zu einer prädiktiven, datengesteuerten Logik überzugehen.

Das Projekt P5 soll daher die Art und Weise, wie Laserverfahren konzipiert, eingestellt und abgesichert werden, mithilfe von künstlicher Intelligenz, Simulation und fortschrittlicher Instrumentierung grundlegend verändern.

Ziel des Projekts P5 ist es, Laserverfahren schneller einrichtbar, zuverlässiger und vollständig datengesteuert zu machen.

Die Hauptziele sind:

• Integration fortschrittlicher Sensoren in die Maschinen für eine Echtzeitüberwachung der Prozesse
• Entwicklung KI-basierter Vorhersagemodelle zur Antizipation von Fehlern
• Aufbau einer intelligenten Datenbank, die Fertigungsparameter, Sensordaten und Charakterisierungsergebnisse verknüpft
• Verkürzung der Einrichtzeit der Verfahren um 50 % durch Simulation und Optimierung
• Entwicklung einer KI-Engine, die die Schweiß- und Bearbeitungsparameter automatisch anpassen kann
• Steigerung von TRL 4 auf TRL 6 bis zum Projektende

Diese Ziele verfolgen einen gemeinsamen Zweck: die Industrialisierung von Laserverfahren zuverlässiger zu machen und zu beschleunigen und zugleich Kosten und Ausschuss zu senken.

Als Projektkoordinator steuert IREPA LASER einen integrierten Ansatz, der Experiment, Simulation und künstliche Intelligenz kombiniert.

Instrumentierung und Prozessüberwachung
Das Projekt beginnt mit dem Einsatz von Sensoren direkt an den Anlagen, um die kritischen Parameter der Laserschweiß- und Bearbeitungsprozesse in Echtzeit zu verfolgen.
Diese Daten verbessern das Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Phänomene erheblich.

Optimierung und Verständnis von Laserverfahren
IREPA LASER entwickelt und verbessert Laserschweißverfahren durch den Einsatz innovativer Strahlformungsmittel, um die eingebrachte Energie und die Wechselwirkungen mit dem Material besser zu kontrollieren.

Fortschrittliche thermomechanische Simulation
Numerische Modelle ermöglichen die Simulation des Laserschweißprozesses, um:

• Ergebnisse vor den Versuchen vorherzusagen
• die Betriebsparameter zu optimieren
• die Anzahl der erforderlichen Versuche zu reduzieren

Aufbau einer intelligenten Datenbank
Eine zentrale Datenbank wird erstellt, um Folgendes zu verknüpfen:

• Maschinendaten
• Sensordaten
• Analyse- und Charakterisierungsergebnisse

Diese Strukturierung ist so ausgelegt, dass sie direkt von KI-Engines genutzt werden kann.

Entwicklung einer KI-Engine
Das Projekt umfasst die Entwicklung von Machine-Learning-Algorithmen, die in der Lage sind:

• Fehler vorherzusagen, bevor sie auftreten
• Prozessparameter zu optimieren
• Einstellungen automatisch in Echtzeit anzupassen

Dieser Ansatz ermöglicht die Weiterentwicklung hin zu autonomen, selbstoptimierenden Prozessen.

Das Projekt P5 wird in Zusammenarbeit zwischen Industrie- und Technologiepartnern durchgeführt:

• IREPA LASER – Projektkoordinator, Verfahrensentwicklung, Instrumentierung und KI
• CIRTES – Technologischer und wissenschaftlicher Partner, Expertise in Simulation und Datenstrukturierung

Das Projekt wird im Rahmen der Förderprogramme der Région Grand Est und FEDER finanziert:

• Gesamtkosten des Projekts: 999 034,50 €
• FEDER-Förderung (EFRE): 256 682,00 €
• Förderung Région Grand Est: 171 122,00 €
• Gesamtförderquote: ca. 70 % (Région Grand Est + FEDER)

Das Projekt P5 bringt wesentliche Vorteile für die verarbeitende Industrie und fortschrittliche Laserverfahren.

Geringere Entwicklungskosten und kürzere Entwicklungszeiten
Dank der um 50 % verkürzten Einrichtzeit können Industrieunternehmen die Markteinführung ihrer Verfahren deutlich beschleunigen.

Weniger Fehler und Ausschuss
Die frühzeitige Fehlervorhersage ermöglicht es, Nichtkonformitäten zu reduzieren und die Qualität der gefertigten Teile zu verbessern.

Optimierter Ressourcenverbrauch
Das Projekt trägt zur Verringerung der Verschwendung von Material, Energie und Werkzeugen bei und entspricht damit dem Ansatz einer nachhaltigeren Industrie.

Automatisierung und intelligente Prozesse
Die Integration von KI-Engines ermöglicht eine automatische Anpassung der Fertigungsparameter, verringert menschliche Eingriffe und erhöht die Robustheit der Prozesse.

Schnellere Verbreitung der Lasertechnologien
Durch die geringere Komplexität der Einrichtung erleichtert das Projekt einer größeren Zahl von Industrieunternehmen den Zugang zu Laserschweiß- und Laserbearbeitungstechnologien.