Auf der Kuteno 2023 präsentiert das Kunststoff-Zentrum in Leipzig (KUZ) ein wegweisendes KI-gestütztes Assistenzsystem, das die Dosierung von Flüssigfarbe im Spritzgießprozess revolutioniert. Diese innovative Technologie verspricht nicht nur erhebliche Zeitersparnisse beim Einfärben von Formteilen, sondern ermöglicht auch eine nahtlose Integration der Farbgebung in den Herstellungsprozess des Spritzgießens.
KI-basierte Online-Rezeptierung und Dosierung
Das KUZ hat ein automatisiertes, KI-gestütztes Verfahren entwickelt, das die herkömmlichen Methoden des Einfärbens im Spritzgießprozess in den Schatten stellt. Durch die Verwendung von Inline-Farbmessung und Online-Dosierung von Flüssigfarben kann die gesamte Farbgebung von thermoplastischen Kunststoffen direkt in den laufenden Spritzgießprozess integriert werden. Dies bedeutet, dass die Rezeptierung und Dosierung der Farbe in Echtzeit an der Maschine erfolgen. Eine solche Innovation reduziert den Zeitaufwand erheblich und ermöglicht zudem eine kontinuierliche Qualitätskontrolle.
Farbmessung und -anpassung im Echtzeitprozess
Im Rahmen des Forschungsprojekts „Farbmischung online“ wurde ein Versuchsstand entwickelt, der die Farbmessung und -dosierung nahtlos mit dem Spritzgießprozess verknüpft. Der Anwender kann über einen Steuerrechner die gewünschte Zielfarbe festlegen. Anschließend wird ein Farbrezept für verfügbare Farbsortimente berechnet und als Steuersignal an die Farbdosierstation gesendet. Die produzierten Formteile werden mithilfe eines Farbsensors gemessen und mit der Zielfarbe verglichen. Durch iterative Anpassungen wird die Formfarbe automatisch an die definierte Zielfarbe angeglichen. Zwei verschiedene Verfahren wurden erforscht: Das erste verwendet ein physikalisches Farbmodell, während das zweite auf einem neuronalen Netz basiert und sich an Stichproben orientiert, um die korrekten Anteile der Farbkanäle für eine definierte Zielfarbe zu berechnen.
Die Zukunft: Selbst optimierende KI-Farbdosiersysteme
Das aktuelle Forschungsprojekt „KI-Farbe“ baut auf diesen Erkenntnissen auf und strebt die Entwicklung eines selbstoptimierenden Farbdosiersystems für Flüssigfarben an. Dieses System wird den Anwendern dabei helfen, das Farbrezept für eine gewünschte Zielfarbe in nur wenigen Iterationsschritten zu optimieren. Das Ziel ist, den empfundenen Farbabstand ΔE mit jeder Iteration zu minimieren, bis er ein optimales Niveau erreicht. Dies ist wichtig, da ein ΔE <1,0 nur für geübte Augen sichtbar ist, und bei einem ΔE <0,5 als nahezu unmerkliche Abweichung gilt. Besonders vielversprechend ist der Einsatz eines datenbasierten Modells in Form eines neuronalen Netzwerks, da es sich als praxisnahe Alternative zu einem physikalischen Farbmodell erwiesen hat. Dieses Modell lernt stetig dazu und erweitert seine Datenbasis mit jedem neuen Zyklus, was auch die aufwendige Erstellung von Eichreihen überflüssig macht und somit Ressourcen und Arbeitszeit spart.
Weitere Schwerpunkte des KUZ auf der Kuteno
Abgesehen von dieser bahnbrechenden KI-Technologie präsentiert das KUZ auf der Messe in Rheda-Wiedenbrück sein Expertenwissen im Bereich der Ökobilanzierung. Diese Analyse dient als Grundlage für die Berechnung des ökologischen Fußabdrucks und trägt dazu bei, Produkte und Prozesse nachhaltiger zu gestalten. Das KUZ zeigt auf, wie die gezielte Auswahl von Werkstoffen einen erheblichen Einfluss auf potenzielle Treibhausgasemissionen hat und welche Kunststofftypen eine deutliche Reduzierung der Emissionen ermöglichen können.
