Das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie will den Einsatz von KI in der Extrusion von Gummiprofilen voranbringen. An der Forschungs-Extrusionsanlage prüft das Inspektionssystem iProfilControl von Pixargus die Qualität der Extrudate und sorgt in Echtzeit für eine 100-%-Fehlerkontrolle.
Die Extrusionsdaten von Fahrradreifen-Laufstreifen trainieren eine Künstliche Intelligenz. Das Ziel: Null Ausschuss durch perfekte Kautschukmischungen. (Foto: DIK)
Kautschukmischungen für ein Dichtungsprofil bestehen meist aus vielen Einzelrohstoffen. „Da kommen nicht selten 20 Komponenten zusammen“, sagt Benjamin Klie. 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 Verarbeitungstechnik am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. (DIK) in Hannover. Er weiß: „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.“
Das kompakt gebaute iProfilControl lässt sich einfach in die Produktion integrieren. (Foto: DIK)
Am Technikum des DIK haben die Wissenschaftler eine Forschungs-Extrusionsanlage mit einem 60-Millimeter-Extruder aufgebaut. Laut Klie ein industrienaher Maßstab. Bei der Qualitätskontrolle haben sich die Forscher für das Inspektionssystem iProfilControl (iPC) von Pixargus, Würselen, entschieden. Klie: „Das System sorgt dafür, dass wir online und in Echtzeit eine 100-%-Kontrolle der Extrudat-Oberflächen durchführen können“. Erprobt werden sollen hier vor allem klassische Dichtungsanwendungen. „Gummiprofile sind geometrisch sehr anspruchsvoll“, weiß der Kautschukexperte. Aber es geht den Forschern auch um Stabilität und Oberflächeneffekte. Neben dem Pixargus-System 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.
iProfilControl inspiziert Geometrie und Oberfläche von einfachen bis komplexen Profilen in Sekundenschnelle. (Foto: Pixargus)
Die Wahl in Sachen Messtechnik fiel nicht von ungefähr auf Pixargus. Der Würselener Messtechnikhersteller ist schon seit Jahren geschätzter Praxispartner in Fortbildungen am DIK. Auch das iProfilControl-System aus Würselen hat sich hier schon bewährt. Klie: „Außerdem haben uns Industriepartner, die Pixargus-Systeme für die Qualitätskontrolle in ihrer Fertigung einsetzen, Gutes darüber berichtet.“
Für die Downsized-Serie iProfilControl hat Pixargus Systemleistung, Funktionsspektrum und Hardware so auf den Prozessbedarf angepasst, dass mit geringer Ausstattung hohe Effizienz erreicht wird. Als Einstiegsmodell mit vier Kameras ausgestattet lässt sich das skalierbare System mit sechs oder acht Kameras auf jede Prozessbedingung zuschneiden. Je nach Kundenwunsch sind die Modelle für die 360°-Dimensionsvermessung oder 100-%-Oberflächeninspektion ausgelegt – oder gleich 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 der ProfilControl-7-Prüftechnologie. Die Messwiederholgenauigkeit vom Sichtfeld (FOV) liegt bei 0,01 %. So können komplexe Profiloberflächen und -geometrien in Sekundenschnelle erfasst und geprüft werden. Das System signalisiert bereits kleine Fehler – noch bevor die Ausschusstoleranzgrenze erreicht ist.
