Lasers

4Maas

Dynamische Laserstrahlformung und digitale Technologien für flexible, nachhaltige und datenbasierte Fertigungsprozesse.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Volkher Onuseit

Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW),
Universität Stuttgart

Ansprechpartner

Pasquale Franciosa

Professor und Leiter der Forschungsgruppe „Laserstrahlschweißen“;
WMG, Universität Warwick

Lasertechnologie trifft digitale Fertigung

Lasers4MaaS entwickelt neue Ansätze für die flexible und nachhaltige Fertigung. Im Mittelpunkt stehen dynamische Laserstrahlformung, KI-gestützte Fertigung und digitale Plattformtechnologien. Das Projekt verbindet Laserprozesse mit Echtzeitdaten, digitalen Zwillingen und intelligenten Entscheidungsunterstützungssystemen, um Fertigungsprozesse flexibler, effizienter und ressourcenschonender zu gestalten.

Flexible Laserfertigung durch dynamische Strahlformung und digitale Technologien

Lasers4MaaS beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung von Laserfertigungsprozessen, insbesondere des Laserschweißens. Ein zentraler Ansatz ist die dynamische Formung des Laserstrahls. Dabei können die Eigenschaften des Laserstrahls in Echtzeit an unterschiedliche Materialien und Anwendungen angepasst werden.

Ergänzend verbindet das Projekt Laserprozesse mit digitalen Fertigungstechnologien. Eine cloudbasierte und KI-gestützte Plattform soll Fertigungsanlagen vernetzen und Datenströme integrieren. Echtzeitdaten können für die Prozessüberwachung, Qualitätskontrolle und Optimierung genutzt werden.

Digitale Zwillinge und daten- sowie physikbasierte Machine-Learning-Methoden unterstützen die Auswahl, Optimierung und Steuerung von Prozessen. Predictive-Maintenance-Ansätze sollen zudem den Zustand von Anlagen überwachen und mögliche Ausfälle frühzeitig erkennen.

Lasers4MaaS verfolgt dabei einen Lasers-as-a-Service-Ansatz. Dieser soll einen flexibleren und skalierbaren Zugang zu fortschrittlichen Lasersystemen ermöglichen. Die entwickelten Ansätze werden unter anderem für Anwendungen in Automotive, Luft- und Raumfahrt, Lebensmittelverpackungen sowie erneuerbaren Energien betrachtet.

Fertigung flexibler, intelligenter und nachhaltiger gestalten

Lasers4MaaS verfolgt das Ziel, Laserfertigung und digitale Technologien zu einem flexibleren und stärker vernetzten Fertigungsansatz zu verbinden. Dafür sollen Fertigungstechnologien besser rekonfigurierbar und Daten zwischen unterschiedlichen Systemen schnell und sicher austauschbar werden.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der intelligenten Prozesssteuerung. Sensoren, digitale Zwillinge und KI-basierte Methoden sollen eine Echtzeitüberwachung und Optimierung von Fertigungsprozessen ermöglichen. Gleichzeitig sollen neue Werkzeuge die Auswahl geeigneter Prozesse und deren Optimierung unterstützen.

Neben Produktivität und Qualität berücksichtigt das Projekt auch Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit. Life-Cycle-Assessment-basierte Entscheidungsunterstützung soll dabei helfen, ökologische und wirtschaftliche Aspekte in Fertigungsentscheidungen einzubeziehen. Auch die Entwicklung digitaler Produktpässe ist Bestandteil des Ansatzes.

So soll Lasers4MaaS dazu beitragen, flexible und skalierbare Fertigungsmodelle zu ermöglichen und den Einsatz fortschrittlicher Laser- und Digitaltechnologien in unterschiedlichen Industriebereichen voranzutreiben.


Die Projektstruktur im Überblick:

Dynamische Laserstrahlformung

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Die dynamische Beam-Shaping-Technologie ermöglicht die Echtzeit-Anpassung der Laserstrahleigenschaften. Dadurch soll die Energieverteilung gezielt an unterschiedliche Materialien und Anwendungen angepasst und die Präzision von Laserprozessen verbessert werden.

KI-gestützte Fertigung

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Echtzeitdaten sowie daten- und physikbasierte Machine-Learning-Methoden werden genutzt, um Fertigungsprozesse zu überwachen, zu optimieren und zu steuern. KI-basierte Entscheidungsunterstützung soll dabei die Prozess- und Betriebseffizienz verbessern.

Digitale Fertigungsplattform

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Eine cloudbasierte Plattform verbindet Fertigungsequipment und Datenströme. Sie ermöglicht die Integration von Produktionsdaten sowie deren Nutzung für Echtzeitmonitoring, Qualitätskontrolle und Predictive Maintenance.

Digitale Zwillinge

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Digitale Zwillinge unterstützen die Analyse und Steuerung von Fertigungsprozessen. Zusammen mit Produktionsdaten und prädiktiven Methoden sollen sie zur Prozessoptimierung und Qualitätssicherung beitragen.

Eingesetzte Technologien

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Im Projekt werden der RadarImager, dreidimensionale Datenerfassung, industrielle Bildverarbeitung und KI-gestützte Datenauswertung miteinander kombiniert. Ergänzt wird dies durch AGV-Technologien, Flottenmanagement, industrielle Kommunikationsschnittstellen sowie Konzepte zur Integration der Prüfdaten in bestehende Logistik-, Automatisierungs- und Qualitätssicherungsprozesse.

Nachhaltigkeit und Circularity

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Life-Cycle-Assessment-basierte Entscheidungsunterstützung berücksichtigt Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit. Ein weiterer Bestandteil ist die Entwicklung digitaler Produktpässe.

Unsere

Projekt-
partner

Dieses Projekt wurde im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizont Europa“ der Europäischen Union unter der Fördervereinbarungsnummer 101178719 finanziell unterstützt.