PulLoop

Motivation

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bietet die Pultrusionstechnologie – ein Strangziehverfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile (FVK) – insbesondere für den Leichtbau großes Potenzial. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die gleichbleibende Produktqualität durch eine verlässliche Inline-Überwachung sicherzustellen, um Produktionsunterbrechungen und hohe Ausschussraten zu vermeiden. Aktuell fehlen KMU wirtschaftlich tragbare, integrierte Messsysteme zur Echtzeit-Kontrolle der Profilqualität, was in kosten- und dokumentationsintensiven Branchen wie der Automobil- und Energiebranche zu Wettbewerbsnachteilen führen kann.

Projektbeschreibung 

Im Projekt PulLoop entwickeln das Fraunhofer IWS und das Fraunhofer IGCV eine kostengünstige optische Messtechnik für die Pultrusionstechnologie. Durch den Einsatz optischer Oberflächenmesssensorik und KI-basierter Bildauswertung entsteht eine innovative Lösung für die präzise und kontinuierliche Qualitätsüberwachung. Die Kombination aus moderner Sensorik und intelligenter Software ermöglicht eine nahtlose Inline-Charakterisierung und bildet damit die Grundlage für einen Closed-Loop-Produktionsansatz. Dieser Ansatz ermöglicht datengetriebene Prozessoptimierungen und reduziert durch objektive Qualitätskontrollen die Ausschussraten erheblich.

Die Fertigung neuer Profilgeometrien ist häufig mit zeitlichen und finanziellen Unsicherheiten verbunden, da bisherige Erfahrungswerte oft subjektiv sind. Zudem erschwert das Fehlen einer ortsaufgelösten Bauteilüberwachung die Belieferung dokumentationsintensiver Industrien. Die im Projekt entwickelte Technik ermöglicht insbesondere KMU die wirtschaftliche Nutzung der Pultrusion bei kleinen Losgrößen. Gleichzeitig bietet sie Flexibilität für den Einsatz in weiteren industriellen Bereichen und unterstützt eine schnelle sowie risikoarme Einführung neuer Profilgeometrien. Durch die modulare Softwarearchitektur kann die Lösung flexibel auf Sensornetze erweitert und um zusätzliche Sensoren (Sensorfusion) ergänzt werden – ohne die Produktionsqualität zu beeinträchtigen. Diese kosteneffiziente Innovation ist international relevant, insbesondere für Branchen mit hohem Kostendruck wie die Automobil- und Windenergieindustrie.

Ziele

Bestehende Lösungen setzen häufig auf teure Messtechnik, deren hohe Investitionskosten für die meisten KMU wirtschaftlich nicht tragbar sind. Das Projekt PulLoop verfolgt daher einen skalierbaren Ansatz: Die benötigte Messtechnik ist vergleichsweise kostengünstig und wird durch eine intelligente Softwarelösung ausgewertet. Dadurch bleiben die Investitionskosten für jedes Unternehmen niedrig, während die Entwicklungskosten der Software durch Skalierung auf viele Anwender verteilt werden können. Dieser Ansatz macht modernste Technologien auch für kleinere Unternehmen wirtschaftlich nutzbar.

Teilprojekt Fraunhofer IWS

Im Rahmen von PulLoop entwickelt das Fraunhofer IWS neuartige optische Oberflächenmesstechnologien auf Basis von Streusensoren und KI-gestützter Bildauswertung. Diese Kombination aus kostengünstiger Sensorik und innovativen Datenauswertungsstrategien ermöglicht eine Inline-Charakterisierung von Profilen und eine Closed-Loop-Steuerung, die speziell für den Einsatz in mittelständischen Unternehmen geeignet ist. Ziel ist es, die Qualität der pultrudierten Profile zu steigern und die Einrichtung von Pultrusionsprozessen deutlich zu beschleunigen.

Teilprojekt IGCV

Das Fraunhofer IGCV konzentriert sich auf die Verbesserung von Effizienz, Robustheit und Einsetzbarkeit des Prozesses. Mithilfe intelligenten Prozessdatenmanagements, innovativer KI-Methoden und einer konsequenten Wissensmodellierung wird der Produktionsprozess optimiert und Fachwissen strukturiert für den Transfer an KMU aufbereitet.