SeMplex | Semantische Modellierung der komplexen Abhängigkeiten additiver Fertigungsprozesse

Die Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile sind stark prozessabhängig. Die Auswahl und Anpassung der Prozessparameter des Fertigungsprozesses basiert in produzierenden Unternehmen häufig auf einer Kombination von Erfahrungswerten und »trial & error« Versuchen. Dies führt zu hohen Kosten und Zeitaufwänden für die produzierenden Unternehmen. Des Weiteren existieren in den produzierenden Unternehmen oftmals nur unzureichende Daten, die den Zusammenhang zwischen Materialkennwerten, Prozessparametern und Bauteilqualität beschreiben.

Das Ziel des Projekts SeMplex ist die ontologische Beschreibung von Material- und Prozesskennwerten zur Prognose von Bauteileigenschaften additiv gefertigter Bauteile. Als Anwendungsbeispiel dient der Fused Filament Fabrication (FFF) Prozess. Im Projekt werden die umfangreichen Kompetenzen des Fraunhofer IGCV in der Wissensmodellierung, Prüftechnik und Abhängigkeiten von Prozess und Bauteileigenschaften in der additiven Fertigung auf die Problemstellung übertragen.

Im Rahmen des Forschungsprojekts SeMplex werden im Fused Filament Fabrication (FFF) Prozess additiv gefertigte Proben experimentell und numerisch charakterisiert und die Prozesse nach unterschiedlichen Blickwinkeln geclustert. Die Vision von SeMplex ist die Prognose von Bauteileigenschaften auf Basis von Material- und Prozesskennwerten mittels verschiedener Algorithmen und Methoden Künstlicher Intelligenz. Des Weiteren wird zur einheitlichen Beschreibung von prozessabhängigen Eigenschaften ein umfangreiches Glossar erarbeitet. Für produzierende Unternehmen ergibt sich so das Potenzial, den wirtschaftlichen Einsatz additiver Fertigung für ein breiteres Bauteilspektrum zu realisieren und Ihre aktuelle Fertigung zu optimieren.

Das Projekt wurde im Juni 2020 gestartet. Im ersten Schritt wird die Ontologie auf neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen erstellt. Im weiteren Projektverlauf werden systematisch Bauteile gefertigt und analysiert, um daraus die Abhängigkeiten von Material, Prozess und Bauteileigenschaften zu erarbeiten. Diese werden sukzessive in die Ontologie eingepflegt. Dabei erfolgt stets eine Harmonisierung mit weiteren Domänen-Ontologien, die in weiteren Forschungsprojekten am Fraunhofer IGCV entstehen (z. B. Projekt COBAIN).