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12.12.2022

Nachwuchspreis für KI-gestützte Produktionsüberwachung von Carbonfasern

  • Formel 1-Fahrzeuge werden in Zukunft günstiger

Carbon ist der Stoff, aus dem bei Formel 1-Fahrzeuge häufig die Karosserie hergestellt wird. Bislang ist Carbon teuer. Es kann günstiger und effizienter hergestellt werden, wenn künstliche Intelligenz die Produktionsprozesse überwacht. Ein Kamerasystem kombiniert mit künstlicher Intelligenz erkennt automatisch Fehler in der Herstellung von Carbonfasern. Damit wird eine teure manuelle Kontrolle der Carbonfasern hinfällig und der Herstellungspreis der Carbonfaser kann nachhaltig reduziert wenden.

Für diese Idee erhielt der Nachwuchsingenieur Deniz Sinan Yesilyurt am 6. Dezember den zweiten Preis des Nachwuchspreises „Digitalisierung im Maschinenbau“.

  • Formel 1-Fahrzeuge werden in Zukunft günstiger

Carbon ist der Stoff, aus dem bei Formel 1-Fahrzeuge häufig die Karosserie hergestellt wird. Bislang ist Carbon teuer. Es kann günstiger und effizienter hergestellt werden, wenn künstliche Intelligenz die Produktionsprozesse überwacht. Ein Kamerasystem kombiniert mit künstlicher Intelligenz erkennt automatisch Fehler in der Herstellung von Carbonfasern. Damit wird eine teure manuelle Kontrolle der Carbonfasern hinfällig und der Herstellungspreis der Carbonfaser kann nachhaltig reduziert wenden.

Für diese Idee erhielt der Nachwuchsingenieur Deniz Sinan Yesilyurt am 6. Dezember den zweiten Preis des Nachwuchspreises „Digitalisierung im Maschinenbau“.

Carbonfasern sind wegen ihrer guten Eigenschaften begehrt. Sie sind sehr leicht – sie wiegen bis zu 50 Prozent weniger als Aluminium. Die Kombination aus geringem Gewicht und guten mechanischen Eigenschaften bietet viele Vorteile. Gerade in Zeiten der Energiewende sind Leichtbaumaterialien wie Carbon so relevant wie nie zuvor. Gleichzeitig sind Carbonfasern so widerstandsfähig gegen äußere Belastungen wie Metalle. Diese guten Eigenschaften von Carbonfasern zu erreichen, ist aufwändig.

Bis zu 300 einzelne Faserstränge –Bündel von einzelnen Fasern - müssen während der Herstellung gleichzeitig überwacht werden. Wenn Carbonfasern reißen, kostet es Zeit und Geld, die beschädigten Fasern auszusortieren. Dies ist nur ein Beispiel für verschiedene Fehler, die bei den Fasern während der Produktion auftreten können.

Deshalb brachte Deniz Sinan Yesilyurt eine Kamera an der Carbonfaseranlage an, die Bilder verschiedener Faserfehler während der Produktion aufnimmt und in einer Datenbank sammelt. Die künstliche Intelligenz im Informationstechnologiesystem der Kamera wertet die Faserfehler aus, indem sie die Bildaufnahmen vorgegebenen Referenzfehlern zuordnet. Dabei erkennt sie verschiedene Faserfehler mit einer Zuordnungsgenauigkeit von 99 Prozent. Der Prozess kann auch für andere Bereiche eingesetzt werden, die chemische Fasern herstellen.

Deniz Sinan Yesilyurt erhielt den Preis vom Verband für Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) in Frankfurt am Main. Er ist Bachelorabsolvent am Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen. Der vollständige Titel seiner Bachelorarbeit: „Entwicklung einer Kl-gestützten Prozessüberwachung unter Verwendung von Machine Learning zur Erkennung von Faserbeschädigungen im Stabilisierungsprozess“.
Der VDMA zeichnete insgesamt vier Abschlussarbeiten unterschiedlicher Hochschulen mit dem Preis aus. Der Preis wird für herausragende Abschlussarbeiten verliehen und wurde in Deutschland, Österreich und der Schweiz ausgeschrieben.

Quelle:

ITA – Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen Universit

Die Preisträger des DKB-VIU-Nachwuchsforscherpreises 2018: Tobias Petzold, Gregor Böhm, Dr. Sebastian Spange (v.l.). (c) Verband Innovativer Unternehmen e.V.
Die Preisträger des DKB-VIU-Nachwuchsforscherpreises 2018: Tobias Petzold, Gregor Böhm, Dr. Sebastian Spange (v.l.).
06.12.2018

Nachwuchsforscherpreis von DKB und VIU für drei hervorragende Wissenschaftler

Die Gewinner des DKB-VIU-Nachwuchsforscherpreises 2018 stehen fest. Für herausragende wissenschaftliche Arbeiten wurden heute in Berlin Dr. Sebastian Spange von Innovent e.V. aus Jena, Gregor Böhm vom Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie (fzmb GmbH) in Bad Langensalza und Tobias Petzold vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz geehrt. Die Deutsche Kreditbank AG (DKB AG) und der Verband Innovativer Unternehmen (VIU) vergaben den mit insgesamt 5.000 Euro dotierten Preis bereits zum vierten Mal. Sie fördern mit der Auszeichnung eine enge Verzahnung von Fachhochschulen, Hochschulen und Universitäten mit der mittelständischen Industrieforschung unter dem Aspekt praxisnaher Forschung und Nachwuchssicherung.

Die Gewinner des DKB-VIU-Nachwuchsforscherpreises 2018 stehen fest. Für herausragende wissenschaftliche Arbeiten wurden heute in Berlin Dr. Sebastian Spange von Innovent e.V. aus Jena, Gregor Böhm vom Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie (fzmb GmbH) in Bad Langensalza und Tobias Petzold vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz geehrt. Die Deutsche Kreditbank AG (DKB AG) und der Verband Innovativer Unternehmen (VIU) vergaben den mit insgesamt 5.000 Euro dotierten Preis bereits zum vierten Mal. Sie fördern mit der Auszeichnung eine enge Verzahnung von Fachhochschulen, Hochschulen und Universitäten mit der mittelständischen Industrieforschung unter dem Aspekt praxisnaher Forschung und Nachwuchssicherung.

Die Preisverleihung im Rahmen des gemeinsam von VIU und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ausgerichteten Kongresses „Innovation im Mittelstand – wie Transfer gelingt“ übernahm der VIU-Vorstandsvorsitzende Dr. Ralf-Uwe Bauer gemeinsam mit der DKB AG. Die fünfköpfige Jury verlieh die im Zwei-Jahres-Rhythmus vergebene Auszeichnung erstmals an drei Männer. Dr. Sebastian Spange und Gregor Böhm teilen sich den ersten Preis, Tobias Petzold erhielt den dritten Preis. Dr. Spange wurde für die Entwicklung einer antibakteriellen Beschichtung von Wundauflagen ausgezeichnet. Die vorgestellten Ergebnisse seiner an der Universität Greifswald abgelegten Promotion zeigten, dass bereits deutliche geringere Konzentrationen der wirkstoffhaltigen, mit Silber ausgestatteten Beschichtung notwendig waren, um die Leistung von am Markt befindlichen Produkten zu erreichen bzw. zu übertreffen, so bei der antibakteriellen Wirkung. Möglich wird dies durch eine Plasmabeschichtung unter Normaldruck.

Praxistest bestanden
Für die Entwicklung eines Schnelltests zur Bestimmung der Lebendkeimzahl in Nahrungsmitteln wurde Gregor Böhm von der fzmb GmbH mit einem ersten Preis ausgezeichnet. Innerhalb weniger Sekunden erhält die Ernährungswirtschaft durch die von ihm entwickelte Methode Daten zur Keimzahl einer Probe, die eine Einschätzung der Produktsicherheit ermöglichen. Das gelingt durch die Analyse mit Nahinfrarot-Spektroskopie, bei der kurzwelliges Infrarotlicht genutzt wird. Böhms in seiner Bachelorarbeit an der Staatlichen Studienakademie Plauen entwickeltes Prognosemodell will die fzmb GmbH als Praxispartner in ihr System mylab integrieren.

Textilien mit Extra-Eigenschaften
Mit Textilien arbeitete auch Tobias Petzold vom STFI für seine mit dem dritten Preis ausgezeichnete Arbeit zu funktionalisierten Fasern für den 3D-Druck. Mit dem genutzten Verfahren können ausgewählte Teile von Textilien so beschichtet werden, dass die Produkte zusätzliche Eigenschaften wie Reflexion, elektrische Leitfähigkeit, verbesserte Abriebfestigkeit und antimikrobielle Wirkung erhalten. Der 24-jährige Tobias Petzold konnte durch die im Rahmen seiner Masterarbeit an der HTW Dresden durchgeführten Untersuchungen die Materialpalette an weichen und flexiblen Fasern, so genannten Filamenten, für das gewählte 3D-Druckverfahren aufgrund des Einsatzes spezieller Additive erweitern.

„Innovative Entwicklungen verdienen den Erfolg“
„Die Preisträger haben Großartiges geleistet. Mit ihren Forschungsarbeiten entwickelten sie innovative Lösungen für den Markt. Die Nachwuchsforscher schaffen damit gesellschaftlichen Mehrwert und leisten einen wichtigen Beitrag zum technischen Fortschritt. Herzlichen Glück-wunsch und weiter so!“, sagt Thomas Jebsen, Vorstandsmitglied der DKB. Die Geschäftsführerin des VIU, Dr. Annette Treffkorn, ergänzt: „Der Transfer der konkreten Forschungsergebnisse von der Wissenschaft in die Wirtschaft bahnt sich erfreulicherweise bereits an. Die innovativen Entwicklungen verdienen den Erfolg.“

Quelle:

Verband Innovativer Unternehmen e.V.