Rapid-KI – Intelligente Inline-Kontrolle am Beispiel von umweltschonenden Laser-Abtragprozessen

Beschreibung und Projektziele

Ausgangssituation: Langlebigkeit vs. Recyclingfähigkeit

Hoch beanspruchte Elektroniken, wie z. B. Steuersysteme für Elektroantriebe oder smarte Messsysteme, werden zum Schutz vor Umwelteinflüssen herkömmlicherweise mit einem Lack oder einer Vergussmasse versehen. Durch diese Vorkehrungen werden Reparatur oder Recycling nahezu unmöglich. Es besteht ein typischer Zielkonflikt zwischen Langlebigkeit und Recyclingfähigkeit elektronischer Bauteile. Deutlich wurde dies an folgenden Zahlen: 2019 fielen weltweit 53,6 Mio. Tonnen Elektroabfall an, von dem nur 20 Prozent recycelt wurden.

Derzeit existieren keine Verfahren, die über ein manuelles Entfernen der aufgetragenen Vergussmassen hinausgehen. Bauteile mit Schutzbeschichtung auf Silikonbasis können lediglich thermisch verwertet werden, was weder wirtschaftlich noch nachhaltig ist. Der Bedarf an nachhaltigen, robusten und selektiven Entschichtungsprozessen wächst in vielen Industriebranchen, so beispielsweise bei der Windkraft, im Schiffbau, der Luftfahrt, oder der E-Mobilität.

Erfolgreicher Projektabschluss

Im Projekt Rapid-KI wurde eine intelligente, sensorbasierte Regelung für Laserabtragsprozesse entwickelt, die eine automatisierte und materialschonende Entschichtung elektronischer Baugruppen ermöglicht. Hierfür wurden akustische Sensordaten, optische Messverfahren und KI-basierte Auswertemethoden zu einem geschlossenen Regelkreis kombiniert. Dadurch können Prozessparameter während der Bearbeitung in Echtzeit angepasst werden, um die Qualität des Abtrags zu verbessern, Ausschuss zu reduzieren und den Automatisierungsgrad zu erhöhen. Die Projektergebnisse bilden die Grundlage für zukünftige Anwendungen in der Reparatur und im nachhaltigen Recycling elektronischer Baugruppen sowie für weitere industrielle Einsatzfelder der sensorbasierten Laserprozessregelung.

Ergebnisse auf einen Blick

• Entwicklung eines echtzeitfähigen Regelungssystems zur adaptiven Steuerung von Laserabtragprozessen.
• Aufbau einer KI-basierten Prozessbewertung auf Basis synchron erfasster Akustik- und Bilddaten.
• Nachweis der Eignung des Verfahrens für die schonende Entschichtung elektronischer Baugruppen in Reparatur- und Recyclinganwendungen.
• Entwicklung automatisierter Daten- und Analyseprozesse für Training, Validierung und Einsatz von KI-Modellen in der Prozessüberwachung.
• Schaffung einer technologischen Grundlage für industrielle Folgeprojekte und die Integration in zukünftige Produktionsanlagen.