Smart Monitoring

Moderne Fertigungsprozesse sind durch hochdynamische und stark gekoppelte physikalische Vorgänge geprägt. Bereits kleinste Änderungen lokaler Prozesszustände können die Mikrostrukturentwicklung, die Entstehung von Defekten sowie die resultierenden Material- und Bauteileigenschaften beeinflussen. Im Schwerpunkt Smart Monitoring entwickeln wir Methoden zur systematischen Erfassung, Synchronisation und Interpretation von Prozessdaten mit dem Ziel, Fertigungsprozesse quantitativ zugänglich und in Echtzeit bewertbar zu machen.

Dabei nutzen wir sowohl integrierte Sensorsysteme industrieller Anlagen als auch eigens entwickelte Messmethoden zur Erfassung thermischer, optischer, akustischer und atmosphärischer Prozesssignale. Im Zentrum steht nicht die reine Datenerfassung, sondern die physikalisch fundierte Rekonstruktion realer Prozess- und Materialzustände aus komplexen und häufig indirekten Messgrößen.

Ein besonderer Fokus liegt auf additiven Fertigungsverfahren, insbesondere dem Laser Powder Bed Fusion of Metals (PBF-LB/M). Hier untersuchen wir die Kopplung zwischen Prozesssignaturen, transienten Zuständen und der resultierenden Bauteilqualität. Ziel ist es, Instabilitäten, kritische Prozesszustände und Defektentstehung frühzeitig zu identifizieren sowie belastbare Zusammenhänge zwischen Prozesssignalen, Mikrostrukturentwicklung und Bauteilverhalten abzuleiten.

Hierfür kombinieren wir experimentelle Untersuchungen mit zeit- und frequenzdomänenbasierter Signalanalyse, datengetriebenen Auswertungsmethoden, modellbasierter Zustandsrekonstruktion und Verfahren der künstlichen Intelligenz. Durch die Verknüpfung unterschiedlicher Sensorquellen entstehen digitale Prozessabbilder, die eine deutlich tiefere Einsicht in die Fertigungsdynamik ermöglichen als die isolierte Betrachtung einzelner Messgrößen.

Die gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für datenbasierte Qualitätssicherung, adaptive Prozessstrategien und zukünftige Regelungskonzepte. Langfristig verfolgen wir das Ziel einer vollständig sensorisch erfassten und quantitativ beschreibbaren Prozesskette, in der relevante Zustände kontinuierlich interpretiert und unmittelbar für die Prozessführung nutzbar gemacht werden.