AIT und voestalpine Böhler Edelstahl entwickeln ein intelligentes Prüfverfahren, das automatisiert Fehler in Hochleistungsstahl-Erzeugnissen findet.

Titelbild: Das Prüfsystem während der Inspektion eines sogenannten Walzknüppels aus Stahl. (Credit: AIT)

voestalpine Böhler Edelstahl stellt Hochleistungsstähle und Nickelbasislegierungen für die internationale Luftfahrt-, Automobil- sowie Öl- und Gasindustrie her. Ein Zwischenprodukt bei der Produktion von Edelstahlerzeugnissen sind sogenannte »Knüppel« – diese haben einen quadratischen Querschnitt und werden zur weiteren Verarbeitung gewalzt. Für die Qualität der Endprodukte ist es entscheidend, dass diese Walzknüppel an ihrer Oberfläche keine Fehler wie zum Beispiel Schlackeneinschlüsse oder Risse aufweisen.

»Nur wer ein geschultes Auge und langjährige Erfahrung hat, kann die Schlackeneinschlüsse erkennen oder feinste Risse im Stahl von Schleifspuren unterscheiden«, berichtet Petra Thanner, Forscherin des AIT Austrian Institute of Technology. Sie leitete in den vergangenen vier Jahren ein Projekt, in dem am Standort vom voestalpine in Kapfenberg an einem Verfahren zum Aufspüren von Oberflächenfehlern gearbeitet wurde.

Dabei ist eine Kamera fix über einem Prüfgegenstand installiert, der sich darunter bewegt. Beleuchtet wird die Szene aus vier verschiedenen Richtungen; diese sind so gewählt, dass der Unterschied zwischen Rissen und normalen Schleifspuren möglichst klar hervortritt. Zusätzlich wird ein 3D-Modell der Oberfläche berechnet, in dem sich Oberflächendefekte noch deutlicher abzeichnen. Ein neuronales Netz wurde mit unzähligen Kamerabildern trainiert. Das KI-System lernte, unerwünschte Defekte sicher zu erkennen. Das vom AIT entwickelte Prüfsystem ist mittlerweile als Pilotanlage implementiert: In einem kompakten Gehäuse, das Sensoren und Elektronik vor den rauen Umgebungsbedingungen schützt, prüft es direkt neben der Schleifkammer die Oberflächen der vier Knüppelseiten.