Verbundvorhaben: HolesInOne - Energie- und ressourceneffizientes Bohren von Präzisions-Mikrolöchern mit ultrakurzen Laserpulsen; Teilvorhaben: Experimentelle Datenerzeugung und Validierung
Zeitraum
2024-01-01 – 2026-12-31
Bewilligte Summe
198.799,48 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN4059B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Digitalisierung, Künstliche Intelligenz und Datenverarbeitung [EA3258]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Das Ziel des Projektes ist es, den Aufwand an Energie und Material bei der Mikromaterialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen ('UKP-Materialbearbeitung') durch geeignete Automatisierung mittels KI um bis zu 50% pro Bauteil zu reduzieren. Durch die Vielzahl an Prozess- und Materialparametern bei der UKP-Materialbearbeitung, sowie durch die komplexen Abhängigkeiten in der Laser-Material-Wechselwirkung, ist heute der produktive Anteil des Gesamtaufwandes zur Fertigung von Bauteilen stark reduziert. Bei Kleinserien (Produktionsdauer ein Tag bis wenige Tage, 1-schichtig) liegt der unproduktive Aufwand vor allem beim initialen Einrichten des Prozesses, bei der Herstellung von Großserienteilen (Wochen bis Monate, 3-schichtig) bei der aktiven Überwachung der Laserparameter und der Prozessqualität. Eine Reduzierung des Gesamtaufwandes durch die Automatisierung dieser unproduktiven Anteile soll durch die Entwicklung eines KI-basierten Parametriersystems realisiert werden und am Beispiel des Laserbohrens mit UKP-Lasern teilautomatisiert auf einer GFH-Anlage demonstriert werden. Das heute notwendige, aufwendige manuelle Einrichten und Überwachen von Prozessparametern soll somit sukzessive durch ein automatisiertes 'right first time'-Produzieren abgelöst werden. Wegen seiner flexiblen Einsatzmöglichkeiten und hohen Präzision wird die UKP-Lasertechnologie bisher häufig für die Fertigung von stark spezialisierten Bauteilen in Hochtechnologieanwendungen eingesetzt. Sehr oft bedeutet der Produktionsschritt mit UKP-Lasern eine deutliche Verbesserung der Effizienz und damit eine indirekte, potentiell sehr hohe Energieeinsparung. Die genannten, unproduktiven Anteile bedeuten auch einen beträchtlichen Bedarf an höchst-qualifiziertem Personal und damit eine große Einstiegshürde für potentielle Anwender der UKP-Laser-Technologie. Die anvisierte Automatisierung von Einrichten und Überwachen senkt diese Hürde deutlich und erweitert die Einsatzmöglichkeiten beträchtlich.