KI-gestützte Qualitätsprüfung für die Produktion beschichteter Werkzeuge und Bauteile

Aufwendige Sichtprüfung und begrenzte Automatisierung

Die Qualitätssicherung beschichteter Werkzeuge und Bauteile erfolgt in der industriellen Praxis häufig durch manuelle Sichtprüfungen. Dabei müssen verschiedenste Defekte wie geometrische Abweichungen, Beschichtungsfehler oder Verschleiß zuverlässig erkannt werden. Dieser Prüfprozess ist zeitintensiv, kostenaufwendig und stark von der Erfahrung des Prüfpersonals abhängig. Insbesondere bei komplexen Geometrien, stark reflektierenden Oberflächen und variierenden Beschichtungszuständen stoßen klassische, automatisierte Bildverarbeitungssysteme an ihre Grenzen. Gleichzeitig stehen in der Praxis meist nicht ausreichend große Bilddatensätze für das Training KI‑basierter Inspektionssysteme zur Verfügung.

KI‑gestützte Inspektion mit realen und synthetischen Daten

Im Projekt »SimVision« entwickeln die Fraunhofer‑Institute IST, ITWM und IGD gemeinsam mit der TU Wien ein skalierbares Inspektionskonzept für die KI‑basierte visuelle Qualitätsprüfung in der Produktion. Zentrales Element ist eine kombinierte Datenbasis aus realen Bildaufnahmen und regelbasiert generierten synthetischen Trainingsdaten. Diese synthetischen Daten basieren auf physikalisch und mathematisch fundierten Modellen der Oberflächenstruktur, möglicher Defekte, der Bauteilgeometrie sowie des optischen Erscheinungsbilds. Dadurch lassen sich unterschiedlichste Oberflächenzustände und Fehlerbilder realitätsnah abbilden, auch dann, wenn entsprechende reale Daten nur in begrenztem Umfang verfügbar sind. Am Fraunhofer IST wird ein automatisiertes Inspektionssystem aufgebaut, das zunächst für die Fehlererkennung bei diamantbeschichteten Zerspanwerkzeugen eingesetzt wird. Darüber hinaus werden die Detektion von Werkzeugverschleiß sowie weitere Anwendungsfelder für beschichtete Bauteile und Werkzeuge mit PVD‑ und CVD‑Schichtsystemen adressiert.

Flexible und skalierbare Qualitätsprüfung beschichteter Bauteile und Werkzeuge

Anwender profitieren von einer deutlich reduzierten Abhängigkeit von manuellen Sichtprüfungen, einer höheren Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse sowie von einer flexiblen, skalierbaren Lösung für die automatisierte Qualitätskontrolle entlang der Prozesskette bei der Beschichtung von Werkzeugen und Bauteilen. SimVision schafft damit die Grundlage für eine effiziente, KI‑gestützte visuelle Inspektion in der industriellen Fertigung.