Automatisierte und KI-überwachte Herstellung thermisch gespritzter Offshore-Beschichtungen (Präzisions-LDS); Teilprojekt: Entwicklung einer KI-überwachten Fertigung von Gleitlagern mit thermisch gespritzten Laufflächen für OWEA-Getriebestufen

Abstract

Das Thermische Spritzen ist ein Beschichtungsverfahren mit dem industriell Funktions- und Schutzschichten appliziert werden. Das Verfahren des Lichtbogendrahtspritzen im Speziellen kommt beispielsweise zum Auftrag von Korrosionsschutzschichten in der Produktion von Offshore Windkraftanlagen zum Einsatz. Als neues Anwendungsfeld wurde in diesem Forschungsvorhaben zudem der Einsatz von TS-Schichten für Gleitlager in Getrieben von Windenergieanlagen betrachtet. Dieser Anwendungsfall stellt den Fokus dieses Teilprojekts dar. Die Herstellung von besonders großflächigen Beschichtungen (Korrosionsschutz) oder besonders kritischen Beschichtungen (Gleitlager), ist eine herausfordernde Aufgabe, die derzeit noch viel manueller Arbeit in der Überwachung und Auswertung der Spritzprozesse bedarf. Um die Genauigkeit der Überwachung zu verbessern, zeit- und kostenintensive Schritte zu automatisieren und so letztendlich sowohl die Qualität der Beschichtung als auch die Effizienz des Lichtbogendrahtspritzens zu verbessern, wird die gesamte Prozesskette von der Drahtherstellung über die Vorbehandlung bis zum eigentlichen Beschichtungsprozess durch KI-Systeme unterstützt. Dafür wird die Prozesskette jeweils mit entsprechender Sensorik ausgestattet und Daten zu Anlagenparametern werden erhoben. Die KI-Modelle werden auf diesen Prozessdaten trainiert und analysieren Prozessverläufe. Alle in diesem Kontext entwickelten KI-Modelle sind in der open source Software CogniForge gebündelt. Die in diesem Vorhaben entwickelte Methodik erlaubt eine kostengünstige, ganzheitliche, KI-basierte Überwachung und Bewertung des LDS-Prozesses und bietet eine ausgezeichnete industrielle Anschlussfähigkeit. In diesem Teilprojekt konnte die Machbarkeit der Integration der Sensoren und der KI-Auswertung in die Fertigung bei einem KMU-Lohnbeschichter nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurden Gleitlagerschichten entwickelt, die bei den Prüfstandsversuchen bei dem assoziierten Partner Miba eine geringe Reibung und einen sehr geringen Verschleiß aufwiesen.