ORka3D: Optimierung des Ressourceneinsatzes bei Schweißkonstruktionen durch die automatisierte in-line Lebensdauerbewertung auf Basis von 3D-Scans

Abgeschlossenes Forschungsprojekt

Im Rahmen des Projekts Orka3D entwickelt das Projektteam ein automatisiertes Verfahren zur Qualitäts- und Lebensdauerbewertung von Schweißverbindungen auf Basis von 3D-Scans.

Projektbeschreibung

Das Projekt zielt darauf ab, die Blechdicke von geschweißten Bauteilen und Konstruktionen zu senken, um den hohen Ressourceneinsatz von Metall, Energie und Emissionen in der metallverarbeitenden Industrie zu reduzieren. Dafür entwickelt das Forschungsteam unter Leitung des Fraunhofer IWM ein automatisiertes Verfahren zur Lebensdauerbewertung von Schweißverbindungen auf Basis von 3D-Scans.

Teilvorhaben Fraunhofer IWM

Ziel des Projekts ist es, ein Konzept für ein automatisierbares und anwenderunabhängiges Verfahren zur in-line (oder nachfolgenden) Inspektion und individuellen Lebensdauerbewertung von Schweißverbindungen auf Basis von 3D-Scans zu entwickeln. Besonderes Augenmerk wird auf die Erarbeitung einer technischen Lösung zur Erstellung von 3D-Scans und deren Auswertung an Schweißverbindungen aus Baustahl (S355) durch Metallaktivgasschweißen (MAG) gelegt. Das Fraunhofer IWM und Fraunhofer LBF entwickeln ein effizientes Verfahren zur Detektion von Stellen mit hoher Spannungskonzentration durch künstliche neuronale Netze (KNN) sowie zur Ableitung von geometrischen Daten für die Lebensdaueranalyse direkt aus ermittelten 3D-Rohdaten. Dies ermöglicht die individuelle Bewertung von Schweißverbindungen auch für komplexe Oberflächengeometrien, die bisher in Regelwerken nicht explizit berücksichtigt werden, und trägt maßgeblich zur effizienteren Ressourcennutzung und Blechdickenreduktion bei.

Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM 

  • In-line Lebensdauerbewertung: Mit dem entwickelten Algorithmus können Lebensdauerbewertungen direkt während der Fertigung durchgeführt werden.
  • Probabilistische Lebensdauerbewertung: Lebensdauerbewertungen  im Konstruktionsprozess auf Basis zuvor gemessener Nahtgeometrien
  • Entwicklung nachhaltiger Fertigungsstrategien zur Reduktion von Emissionen und Ressourceneinsatz in der metallverarbeitenden Industrie

Förderhinweis