Digitale Parameterauslegung und Qualitätssicherung zur Prozessübertragbarkeit im Laserauftragschweißen

Im Rahmen des Projekts HIP-LMD wurde ein hybrides Prozessmodell für das hochproduktive Laserauftragschweißen entwickelt, das physikalische Simulationen mit datengetriebenen Methoden kombiniert. Ziel war es, die Parameterauslegung zu digitalisieren und gleichzeitig die Produktivität des Verfahrens durch hohe Schichtdicken und Auftragraten signifikant zu steigern. Hierzu wurden geeignete Prozessparameter für Schichtdicken über 500 µm bei Auftragraten über 1 m²/h identifiziert und optimiert. Der Einsatz von Gauß-Prozessen, Bayes’scher Optimierung und KI-gestützter Qualitätsbewertung ermöglichte eine effiziente Entwicklung, Validierung und Übertragung der Parameter. Die entwickelten Verfahren erlauben sowohl eine automatisierte Analyse metallografischer Schliffe als auch die zerstörungsfreie Detektion von Oberflächende-fekten. Darüber hinaus wurde die Übertragbarkeit des Modells auf internationale Anlagensysteme erfolgreich demonstriert. Das Projekt leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Digitalisierung und Hochskalierung des Laserauftragschweiß-Verfahrens, zeigt jedoch auch weiteren Forschungsbedarf in der physikalischen Modellierung, industriellen Anwendbarkeit algorithmischer Optimierung sowie in der zerstörungsfreien Qualitätsprüfung auf.