Die Extrusion ist ein formgebendes Verfahren, zur Synthese und zum Recycling von Kunststoffen mit komplexen Abhängigkeiten von Materialeigenschaften und Prozessbedingungen. Die Wahl der Einstellgrößen und die Fehlerbehebung in der Produktion sind stets kosten- und zeitaufwendig. Es fehlt insbesondere an Messtechniken und der Zugänglichkeit, um die Materialien hinsichtlich Zusammensetzung, Verweildauer und Temperatur vollständig zu überwachen. Als Lösung sollen im KMU-Verbundvorhaben ein KI-Assistenzsystem zur ortsaufgelösten Visualisierung des Materialflusses und zur Prognose der Prozesse in Extrusionsanlagen entwickelt werden. Ziel ist die Echtzeit-Vorhersage der Massenverteilung im Schmelzekanal zur direkten Steuerung der Extrusionsprozesse.
Im Einzelnen besteht das System aus einer Simulations-KI, die anhand von nicht-invasiv am Extruder erfassten Ultraschalldaten, Vorhersagen über die Verweilzeit und das Aufschmelzverhalten liefert. Die Ultraschallmessung kann für Anlagen nachgerüstet werden und liefert Daten zum Massenstrom. In Kombination mit konventionellen Daten des Extrusionsprozesses sollen über ein Simulationsmodell (CFD) die Aufschmelz- und Strömungsverhältnisse für verschiedene Materialien und Extrudergeometrien mittels einer trainierten KI abgebildet werden. Ziel ist es, dem Bediener eine Live-Anzeige der Verweilzeit und des Aufschmelzverlaufs von Kunststoffen in Extrudern zur Verfügung zu stellen und damit die Anwendung und Effizienz von Extrudern deutlich zu verbessern.
In enger Kooperation mit Katronic entwickelt das Forschungsinstitut ifak die Methode der Ultraschallmessung sowie die benötigten Algorithmen zur Auswertung und KI-fähigen Aufbereitung der Daten. Die KMU Ianus modelliert den Strömungsprozess und die Forschungseinrichtung SKZ unterstützt die Implementierung und Entwicklung des Gesamtsystems auf einer industriellen Prototypenanlage.
Assoziierte Partner:
- 102 Extrusion Technologies GmbH
- MAINCOR Rohrsysteme GmbH & Co. KG