KIguss

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer KI-basierten Bildverarbeitungssoftware zur Gefügeauswertung und innovativen Erweiterung einer Gießprozesssimulation. Das datenbasierte KI-Modell soll zur Prognose von Bauteileigenschaften eingesetzt werden und so die Leistungsfähigkeit von Gusseisenbauteilen bei gleichzeitig energie- und materialeffizienter Herstellung steigern. Durch die Kooperation von der RWP GmbH, der Ancud IT-Beratung GmbH, der Hochschule für angewandte Wissenschaften Ansbach sowie der Abteilung Gießereitechnik des Instituts für Metallurgie der TU Clausthal werden in dem von ZIM (Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand) geförderten Projekt die Kompetenzschwerpunkte Simulation, Bildverarbeitung, Künstliche Intelligenz (KI) sowie Gießereitechnik kombiniert.

Die Komplexität der Zusammenhänge der wechselseitigen Einflüsse von Gieß-, Erstarrungs- und Abkühlungsparametern im Herstellungsprozess erschwert die gezielte Vorhersage von Gefüge und mechanischen Eigenschaften sowie die Bewertung der Lebensdauer von Gussbauteilen. Aufgrund der Vielzahl der zu berücksichtigenden Parameter bzw. der Mehrdimensionalität von Gießprozessen ist die Aufstellung von Korrelationen einzelner Parameter zur einheitlichen Bewertung verschiedener Gusswerkstoffe nicht zielführend. Zudem sind die erhobenen Datensätze meist unvollständig und/oder auf einen Werkstoff beschränkt, was die Möglichkeit einer einheitlichen Bewertung durch einfache Korrelationen deutlich limitiert. Unter Berücksichtigung aller Einflussparameter im Gießprozess ermöglichen KI-Softwarelösungen eine mehrdimensionale Betrachtung des komplexen Systems. Darüber hinaus können durch die Erweiterung der zur Verfügung gestellten Datensätze Lernprozesse der KI-Software erzielt werden, die die Vorhersagegenauigkeit der zugrundeliegenden Algorithmen verfeinern.

Grundlage der KI-Software ist eine umfangreiche Datenbank mit gießereitechnischen Prozessparametern für Gusseisenwerkstoffe mit Kugel- und Lamellengraphit zur ganzheitlichen Abbildung des Herstellungsprozesses von Gießereibauteilen. Dazu werden Datensätze aus Industrie und Forschung zu Gießtemperatur, Erstarrungszeit, TA-Analyse, Bauteilgeometrie, chemischer Zusammensetzung, lokalen mechanischen Bauteileigenschaften und Gefügeanalyse zusammengetragen. Die Datenbasis sowie numerische Modelle bilden die Grundlage für die Simulation des Einflusses schwer zugänglicher Fertigungsparameter auf die Werkstoffeigenschaften. Zur Erreichung der Projektziele wird die Entwicklung einer Methodik für den kombinierten Einsatz von Simulationswerkzeugen und Methoden der KI/ML verfolgt.

Laufzeit: 01.10.2023 – 30.09.2025

Projektpartner:

• RWP GmbH
• Ancud IT-Beratung GmbH
• Hochschule für angewandte Wissenschaften Ansbach

Kooperationspartner:

• Buchholz & Cie. Giesserei GmbH

Förderung: ZIM (Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand)

Verantwortlich: Felix Mori