Wie kann künstliche Intelligenz die Extrusion von Gummiprofilen unterstützen?

Benjamin Klie, Abteilungsleiter Verarbeitungstechnik am DIK, weiß, dass Kautschukmischungen für ein Dichtungsprofil meist aus vielen Einzelrohstoffen bestehen. „Da kommen nicht selten 20 Komponenten zusammen“, führt er aus. „Sie werden in komplexen Mischverfahren in Innenmischer und Walzwerk je nach Rezeptur mechanisch und chemisch gemischt. Für die Qualität des Extrusionsprodukts stellt man hier die Weichen“, so der Abteilungsleiter. Und weiter: „Auf dem Weg zum Extruder kann man schon ziemlich viel falsch machen.“

Als Projektleiter des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts „Digit Rubber“ will der Wissenschaftler zusammen mit Forschungspartnern aus Niedersachsen hier Abhilfe schaffen. Die Digitalisierung der Prozesskette und der Einsatz von Künstlicher Intelligenz sollen es in Zukunft richten, so die Hoffnung der Partner. Das Forschungsszenario: Ein Extruder wird in Echtzeit mit den Daten der Kautschukmischung gespeist. Künstliche Intelligenz (KI) greift bei Abweichungen von der Referenzmischung ein. „Die KI soll entscheiden, wie sie die Prozessparameter anpasst, damit die Mischung, die verarbeitet wird, innerhalb der Spezifikation bleibt“, bringt es Klie auf den Punkt. In dem auf drei Jahre angelegten Projekt will man systematisch typische Mischungen generieren, um die KI mit Daten zu füttern. Das große Versprechen der intelligenten Technologie: „Die Ausschussproduktion könnte am Ende gegen Null gehen.“ Am Technikum des DIK haben die Wissenschaftler eine Forschungs-Extrusionsanlage mit einem 60 mm Extruder aufgebaut. Ein industrienaher Maßstab laut Klie. Bei der Qualitätskontrolle haben sich die Forscher für das Inspektionssystem I-Profilcontrol (IPC) von Pixargus, Würselen, entschieden. Benjamin Klie: „Das Pixargus-System sorgt dafür, dass wir online und in Echtzeit eine 100 % Kontrolle der Extrudatoberflächen durchführen können.“ Erprobt werden sollen hier vor allem klassische Dichtungsanwendungen, die geometrisch sehr anspruchsvoll sind. Aber es geht den Forschern auch um Stabilität und Oberflächeneffekte. Neben dem Oberflächeninspektionssystem sollen weitere Messeinrichtungen beispielsweise die Temperaturverteilung erfassen. „All diese Daten, die am Extrudat gemessen werden, werden dann wieder rückgekoppelt und in die KI integriert“, erläutert der DIK-Experte.

Der Würselener Messtechnikhersteller ist schon seit Jahren geschätzter Praxispartner bei Fortbildungen am DIK. Auch das im Forschungsprojekt eingesetzte System hat sich hier schon bewährt. Und nicht zuletzt passte der günstige Preis des Inspektionssystems ins Forschungsbudget der Hannoveraner. Für die kostenoptimierte Downsized-Serie I-Profilcontrol hat der Hersteller Systemleistung, Funktionsspektrum und Hardware so auf den Prozessbedarf angepasst, dass mit minimaler Ausstattung maximale Effizienz erreicht wird. Als Einstiegsmodell mit 4 Kameras ausgestattet lässt sich das skalierbare System mit 6 oder 8 Kameras auf jede Prozessbedingung zuschneiden. Je nach Anwendungsfall sind die Modelle für die 360° Dimensionsvermessung oder 100 % Oberflächeninspektion ausgelegt – oder auch als All-in-One-Lösung zu haben. Die Bedienung des kompakten Tischgeräts mit integrierter Recheneinheit erfolgt per Touch über Tablet, Notebook oder PC. Die Software des Systems basiert auf bewährter Profilcontrol-7-Prüftechnologie. Die IPC-Serie besitzt eine Messwiederholgenauigkeit von 0,01% vom Sichtfeld (FOV), sodass jede noch so komplexe Profiloberfläche und -geometrie in Sekundenschnelle erfasst und geprüft wird. Das System signalisiert bereits kleinste Fehler – noch bevor die Ausschusstoleranzgrenze erreicht ist, sodass sich der Fertigungsprozess sehr gut steuern lässt.

Quelle: DIK