Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP 
Das Projekt »AkuProMoLaserbeam« widmet sich der Entwicklung anwendergerechter Methoden zur akustischen Prozessüberwachung beim Laserstrahlschweißen.
Die Laserstrahlschweißtechnik hat sich in den letzten Jahren als eine der effizientesten und präzisesten Methoden zur Verbindung von Materialien etabliert. Insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie im Maschinen- und Anlagenbau wird diese Technologie aufgrund ihrer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Möglichkeit, komplexe Geometrien zu bearbeiten, geschätzt. Mit der steigenden Verbreitung des Laserstrahlschweißens wird jedoch auch die Notwendigkeit, die Qualität der Schweißnähte zuverlässig zu überwachen, immer dringlicher. Nahtfehler wie Spritzer, Poren oder »False Friends« können gravierende Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und die Dichtheit der Verbindungen haben. Herkömmliche Verfahren zur Prozessüberwachung, wie optische oder thermografische Methoden, stoßen oft an ihre Grenzen, insbesondere in rauen industriellen Umgebungen. Daher besteht ein wachsender Bedarf an innovativen Ansätzen zur akustischen Prozessüberwachung, die in der Lage sind, diese Herausforderungen zu bewältigen.
AkuProMoLaserbeam zielt darauf ab, anwendergerechte Methoden zur akustischen Prozessüberwachung beim Laserstrahlschweißen zu entwickeln. Der Fokus liegt auf der zeitgleichen Detektion von verschiedenen Nahtfehlern und der Erfassung akustisch relevanter Informationen, die während des Schweißprozesses entstehen. Dabei wird modernen Datenverarbeitungsmethoden, einschließlich Machine Learning, eine zentrale Rolle eingeräumt. Durch den Einsatz akustischer Sensoren soll die Überwachung der Schweißnähte in Echtzeit ermöglicht werden, um frühzeitig auf potenzielle Fehler reagieren zu können. Ein wesentliches Ziel ist die Entwicklung von Verfahren, die in der Lage sind, Fehler zu erkennen, aber auch deren Ursachen zu identifizieren und somit präventive Maßnahmen zu ermöglichen. Durch diese Ansätze wird angestrebt, die Effizienz der Fertigungsprozesse zu steigern und die Qualität der produzierten Bauteile signifikant zu verbessern.
Potenzielle Nutzen des Projektergebnisses
Die Ergebnisse des Projekts haben das Potenzial, die Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) erheblich zu steigern. Durch die Implementierung robuster, anwendergerechter Methoden zur akustischen Prozessüberwachung können KMU Ausschuss und Haftungsrisiken signifikant reduzieren. Die Verwendung akustischer Sensorik ermöglicht eine kostengünstige und leicht integrierbare Lösung, die eine Inline-Überwachung der Schweißprozesse in Echtzeit bietet. Dies führt zu einer Verbesserung der Produktqualität ebenso wie zu einer Reduzierung der Produktionskosten. Darüber hinaus können die im Rahmen des Projektes entwickelten Methoden auf andere Verfahren der Lasermaterialbearbeitung und sogar auf verwandte Technologien übertragen werden, was den Nutzen und die Anwendbarkeit der Forschungsergebnisse weiter erhöht. Die Möglichkeit, präventiv auf Qualitätsprobleme zu reagieren, trägt zusätzlich zur Optimierung der Fertigungsprozesse bei und fördert eine nachhaltige Entwicklung in der Industrie.
Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Fertigungstechnik der TU Ilmenau durchgeführt. Ein Projektbegleitender Ausschuss von 13 Unternehmen (davon 6 KMU) begleitet das Projekt.