Construct & go

Wenn ein Konstrukteur ein Werkzeug zur Herstellung eines Shampoo-Deckels entwirft, ist das mit viel Aufwand verbunden. Damit später beim Spritzgießen die Temperatur des Kunststoffs reguliert werden kann, müssen Temperierkanäle in das Werkzeug integriert werden. Doch wo müssen die Kanäle positioniert werden und wie dick sollten sie sein? Und wie viel Wasser muss zur Temperaturregulierung durch die Kanäle fließen? Bislang erfordert die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen viel Zeit und Erfahrung. Dank Künstlicher Intelligenz könnte der hohe konstruktive Aufwand bald reduziert werden. Eine Software, die auf Algorithmen basiert, soll Konstrukteure bei der Auslegung von Temperierkreisläufen unterstützen. Bisher werden die Temperierkanäle bei der Werkzeugkonstruktion manuell angeordnet.

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Gemeinsam mit drei Unternehmen hat das IPH in dem Forschungsprojekt Neurotemp eine Methode entwickelt, die eine automatisierte Temperierkanalpositionierung durchführt. In dem Projekt wurden konturnahe Temperierkreisläufe betrachtet, die im Vergleich zu den konventionellen gebohrten Temperierkanälen eine gezieltere Kühlung ermöglichen. Als Beispielbauteil diente den Wissenschaftlern eine Verschlusskappe, wie sie bei Shampoo-Flaschen verwendet wird.

Zunächst wurde in dem Projekt aus Simulationsdaten der Software von Simcon mit Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) ein Prognosemodell erzeugt. Mit Hilfe von Beispieldaten und vorgegebenen Regeln kann das KI-System Zusammenhänge zwischen Werkzeuggeometrien, Temperierkanalpositionen und Temperaturverlauf erlernen. Das Modell ist in eine Software eingebettet und sagt beispielsweise die an der Wand des Werkzeugs entstehenden Temperaturen voraus. Ebenfalls Teil der Software ist eine Evoluationsstrategie. Damit kann die Software konstruierte Kanäle verändern und die Ergebnisse dann auf Basis des KI-Modells bewerten. Im Gegensatz zu konventioneller Simulationssoftware, die Stunden für die Bestimmung der Temperatur benötigt, kann diese laut Entwicklerangaben dank des KI-Modells innerhalb von wenigen Sekunden ermittelt werden. Zwar ist die konventionelle Simulationssoftware genauer, die Ergebnisse des KI-Modells reichen jedoch für die erste Auslegung des Werkzeugs aus. Wann die Software zur Verfügung stehen wird, steht aktuell noch nicht fest. Sie wird in den nächsten Monaten noch zur Marktreife weiterentwickelt. Künftig soll am IPH an einer ähnlichen Methode für Druckgussverfahren geforscht werden.
Das Projekt „Neurotemp – Automatisierte Temperierkanalpositionierung mit Methoden der Künstlichen Intelligenz“ wurde von dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert. Neben dem IPH waren die Werkzeugbau Siegfried Hofmann, Simcon kunststofftechnische Software und das Ingenieurbüro Reinhardt an der Forschungsarbeit beteiligt.