KIMi-II

Künstliche Intelligenz analysiert Mikrostrukturen II

Ziel

Bei Access e.V. werden technische Aluminium-Legierungen bereits seit vielen Jahren erforscht und entsprechende Bauteile bis zur vorindustriellen Anwendung entwickelt. Nach wie vor gibt es hier auch industrieseitig Entwicklungsbedarf, z.B. bei der Prozessentwicklung für höchstfeste Aluminiumwerkstoffe. Im KI-Bereich gibt es sowohl akademisch, als auch industriell einen hohen Bedarf am Einsatz von KI zur Prozesskontrolle, Prozessoptimierung und Qualitätssicherung. Eine direkte wirtschaftliche Verwertung wird nicht angestrebt, ein langfristige Verwertungsperspektive scheint möglich. Die geplanten Forschungsaktivitäten entstanden aus dem europäischen Verbundprojekt MICAST (ESA AO 1999). Die Teilprojekte dieses Vorhabens befassen sich mit unterschiedlichen aber dennoch komplementären Aspekten der Erstarrung in Aluminium-basierten Legierungssystemen. Im Vordergrund stehen Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS. Alle zielen darauf ab, die Wirkung der Gravitationskräfte, insbesondere Sedimentations- und Strömungseffekte, auf die Erstarrung systematisch zu untersuchen. Dazu dienen vergleichende Experimente unter Mikrogravitation und unter Erdgravitation. Die wissenschaftlichen Erfolgsaussichten werden durch die langjährigen Vorbereitungen, Erfahrungen und Vorexperimente z.B. auf Raketenmissionen und auch auf der ISS als sehr hoch eingeschätzt. Durch die Einbindung in europäische Netzwerke werden die erwarteten Ergebnisse in den nächsten Jahren in die aktuelle wissenschaftliche Diskussion einfließen und in der Fachliteratur und auf wissenschaftlichen Konferenzen vorgestellt werden. Dies gilt für den Einfluss von Schmelzeströmung auf Gefügebildung sowie die Auswirkungen der Verwendung von eisenhaltigem Sekundäraluminium bei der Legierungsherstellung und Gefügeentwicklung, deren Verständnis für die industrielle Anwendung wichtig ist. Speziell die Experimente unter reduzierter Schwerkraft werden eine einzigartige Datenbasis liefern, die sowohl den Projektpartnern als auch der Allgemeinheit zugänglich gemacht werden. Damit sollen vielfältige numerische Modelle zur Beschreibung verschiedener Erstarrungsvorgänge in der industriellen Praxis überprüft werden.

Kurzbeschreibung

Gesamtziele des Verbundvorhabens: Die Forschung zum Einfluss von Strömungen auf die Erstarrung von technischen, Fe-haltigen Aluminium-Legierungen wird fortgeführt und die im Vorgängerprojekt KIMi erstellten KI-Modelle zur Analyse von Gussgefügen verbessert und erweitert. Weiterhin werden die Zusammenhänge von Prozess, Gefüge und mechanischen Eigenschaften unter Einbindung von KI-Methoden korreliert. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen die Rezyklierbarkeit von Aluminium-Legierungen zu verbessern und damit die Wirtschaftlichkeit von Recyclingprozessen zu erhöhen, Durch die Integration der Ergebnisse in die KI-Modelle zur Gefügeanalyse kann die Nutzbarkeit der KI-Modelle für Anwender in Legierungsentwicklung, Prozesskontrolle oder Qualitätssicherung gesteigert werden. Damit soll die Wissensbasis zur Auslegung, Weiterentwicklung und Kreislauffähigkeit technischer Aluminium-Legierungen in Deutschland gestärkt werden (deutsche Nichteisen-Metallindustrie). Dies soll über parallel bestehende Forschungskooperationen in die F&E-Praxis der industriellen Unternehmen Deutschlands ausstrahlen. Diese Ziele sollen durch eine projektorientierte Integration der in den Arbeitsgruppen vorhandenen Forschungsansätze erreicht werden. Ein besonderer Aspekt ist dabei die Einbeziehung der Aktivitäten und Ergebnisse der europäischen Materialforschung unter Weltraumbedingungen, die in diesem Bereich wesentlich durch die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppen im Bereich der Erstarrungsforschung geprägt ist. Dieses Projekt soll daher unter anderem dazu dienen, neues wissenschaftliches Engagement in das hochaktuelle und für die Zukunft der Wirtschaft in Deutschland so eminent wichtige Arbeitsgebiet Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit zu lenken – unter Verwertung von Erkenntnissen aus Experimenten unter Weltraumbedingungen. Der Projektfortschritt soll durch gemeinsame Beiträge auf nationalen und internationalen Konferenzen sowie durch Veröffentlichungen in internationalen, referierten Publikationen dokumentiert werden.

Ansprechpartner/in

Projektinformationen

Laufzeit 
9/1/2025 –
8/31/2028
Förderkennzeichen
50WM2556B
Zuwendungsgeber
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Projektträger
German Aerospace Centre (DLR)
Förderinitiative
DLR-RM
Geschäftsfeld
Basics of solidification
Projektstatus
in progress