Für das automatisierte Positionieren von Temperierkanälen im Spritzgusswerkzeug haben Forscher des IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover – eine Methode entwickelt. Erstes Anwendungsbeispiel: der Deckel einer Shampoo-Flasche.
Wenn ein Konstrukteur ein Spritzgusswerkzeug beispielsweise zur Herstellung eines Shampoo-Deckels entwirft, ist das mit viel Aufwand verbunden. Wie gut am Ende die Qualität der Oberfläche ist, hängt schließlich davon ab, ob der heiße Kunststoff gleichmäßig abkühlt – also von der Temperierung des Werkzeugs bei der Fertigung. Doch wo müssen die Kanäle positioniert werden und wie dick sollten sie sein? Und wie viel Wasser muss zur Temperaturregulierung durch die Kanäle fließen?
Das konnte bislang nur mit Geduld und Erfahrungswissen beantwortet werden. Künstliche Intelligenz könnte das jedoch bald ändern: Eine Software soll Konstrukteure bei der Auslegung von Temperierkreisläufen unterstützen. Entwickelt wurde sie am IPH, dem Institut für Integrierte Produktion Hannover, im Forschungsprojekt „NeuroTemp“, gemeinsam mit drei Unternehmen.
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 ein Prognosemodell erzeugt – aus Simulationsdaten, die die Simcon kunststofftechnische Software GmbH mit Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) generierte. Mit Hilfe von Beispieldaten und vorgegebenen Regeln kann das entwickelte KI-System Zusammenhänge zwischen Werkzeuggeometrien, Temperierkanalpositionen und Temperaturverlauf erlernen.
Das Modell ist in eine Software eingebettet und sagt beispielsweise die Temperaturen voraus, die an der Wand des Werkzeugs entstehen. Ob der erste Ansatz für die Positionierung der Kanäle schon etwas taugt, zeigt die ebenfalls in der Software hinterlegte Evoluationsstrategie. Damit kann die Software konstruierte Kanäle verändern und die Ergebnisse auf Basis des KI-Modells bewerten und vergleichen.
Im Gegensatz zu konventioneller Simulationssoftware, die Stunden für die Bestimmung der Temperatur benötigt, kann das KI-Modell diese innerhalb von wenigen Sekunden ermitteln. Zwar ist die konventionelle Simulationssoftware genauer, die Ergebnisse des KI-Modells reichen jedoch für die erste Auslegung des Werkzeugs vollkommen aus, heißt es.
Wann die Software für den Einsatz in der Praxis zur Verfügung stehen wird, steht derzeit noch nicht fest. Sie wird in den nächsten Monaten noch zur Marktreife weiterentwickelt. Zukünftig soll am IPH an einer ähnlichen Methode für Druckgussverfahren geforscht werden. op
Weitere Informationen Das Projekt „NeuroTemp – Automatisierte Temperierkanalpositionierung mittels Methoden der Künstlichen Intelligenz“ wurde vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) mit Mitteln des BMWi gefördert. Es endete zum 30. Juni 2011. Neben dem IPH waren die Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH, die Simcon kunststofftechnische Software GmbH sowie das Ingenieurbüro Reinhardt an der Forschungsarbeit beteiligt. www.neurotemp.iph-hannover.de www.youtube.com/user/iphhannover
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