Durchsatzsteigerung der Laser-induzierten Stoßwellen-Eindringprüfung mithilfe einer angepassten Messstrategie und Datenauswertung auf Basis des maschinellen Lernens

• Antragsteller: Dr.-Ing. Tim Radel; Professor Andreas Rademacher, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala ; Mathematik ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530614223

In der Vergangenheit wurde bereits belegt, dass sich mittels der Laser-induzierten Stoßwellen-Eindringprüfung Materialeigenschaften effizient bestimmen lassen. Das Ziel des vorliegenden Projektes besteht auf der einen Seite in einer Durchsatzsteigerung des Messprozesses und auf der anderen in der Erweiterung der bestimmbaren Materialkennwerte. Die Basis der Messtechnik bildet ein Konfokalsensor, der die Eindruckgeometrie erfasst, wobei insbesondere auch umformgeschwindigkeitsabhängige Effekte aufgenommen werden können. Durch eine zu entwickelnde Messstrategie wird das Messverfahren insgesamt für den Hochdurchsatz befähigt. Darüber hinaus sind weitere geeignete Deskriptoren zu identifizieren. Integraler Bestandteil der Messeinrichtung ist die Auswertung der Ergebnisse des Konfokalsensors mittels Neuronaler Netze. Dabei sind die aufgenommenen Daten die Eingangsgröße und die Materialkennwerte die Ausgabe. Die Neuronalen Netze erledigen bei passender im Projekt zu erarbeitender Konfiguration diese Aufgabe sehr effizient. Allerdings erfordert ihr Training eine sehr große Anzahl an vorliegenden Datensätzen. Um diese nicht experimentell mit großem Aufwand bestimmen zu müssen, wird eine hocheffiziente Finite Elemente Simulation des Eindringprozesses entwickelt, die die benötigten Daten bereitstellt. Die Simulation ermöglicht gleichzeitig verschiedene neue Auswertungsansätze, die zum Teil auch Neuronale Netze mit einbeziehen. Die Evaluation dieser verschiedenen Ansätze z.B. hinsichtlich Genauigkeit und Rechenzeit ist ein weiterer Bestandteil des vorliegenden Projektes. Final wird die entwickelte Messmethodik anhand eines Benchmarks geprüft und bewertet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen