Jade Hochschule entwickelt optische Verfahren zur Messung von Verformungen

Autoreifen, Matratzen oder Gummistiefel -  aus Kautschuk hergestelltes Gummi wird für sehr unterschiedliche Zwecke verwendet. In der Verarbeitung von Kautschuk werden derzeit aus wirtschaftlichen und technischen Gründen der Einsatz von Automatisierungstechnologien und die Digitalisierung von Prozessabläufen vorangetrieben. Dabei stoßen die neuen Technologien auf Herausforderungen: Das Material ist vielschichtig, die Prozessschritte sind aufwändig und es mangelt an geeigneten Schnittstellen, Kenndaten und Bewertungskriterien für die Vorhersage der Effizienz von Verarbeitungsprozessen. Hier setzt ein aktuelles Forschungsprojekt der Jade Hochschule, des Deutschen Instituts für Kautschuktechnologie e.V. (DIK) und fünf weiterer Kooperationspartner an: In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt „DIGIT RUBBER“ untersuchen die Wissenschaftler_innen neue Möglichkeiten der digitalen Kautschukverarbeitung - insbesondere durch die Kombination von maschinellem Lernen, klassischer Modellbildung und neuen Messtechnikansätzen.

Als Beispielprozess dient die „Extrusion“, ein Verarbeitungsverfahren, bei dem hochviskose Kautschukmischungen unter Temperatur und Druck durch eine formgebende Düse in ihre finale Geometrie überführt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine computergestützte Verknüpfung der Produktionskette „Mischen-Walzen-Extrudieren“ zu entwickeln, die es automatisiert ermöglicht, Schwankungen am Material zu erkennen und mit Hilfe künstlicher Intelligenz den Verarbeitungsprozess entsprechend zu regeln. So soll die Produktion effizienter und Qualität der Produkte verbessert werden.

Das Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik (IAPG) am Campus Oldenburg der Jade Hochschule ist dabei für die Entwicklung spezieller optischer 3D-Messverfahren zuständig. Prof. Dr. Thomas Luhmann, Leiter des IAPG, und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Robin Rofallski befassen sich mit der speziellen Situation der hochgenauen 3D-Erfassung von schwarzen, wenig strukturierten Oberflächen, die zudem hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. „Eine besondere Herausforderung ist es, für Objekte mit wenig Struktur verlässliche Messergebnisse zu bekommen. Die Objekte müssen besonders markiert oder beleuchtet werden um am Ende viele Bilder aus verschiedenen Perspektiven zu einem räumlichen Modell zusammenfügen zu können“, sagt Rofallski, der zu diesem Thema promoviert. Ziel der Wissenschaftler der Jade Hochschule ist es, eine automatisierte dreidimensionale Messstrategie zur Erfassung von Deformationen im Extrusionsprozess zu entwickeln. Dabei spielt die Verbindung mit weiteren Sensordaten sowie die Modellierung möglicher atmosphärischer Einflüsse eine wichtige Rolle.

Das Projekt wird mit insgesamt 2,5 Millionen Euro bis März 2024 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert, davon 325.000 Euro für das Forschungsvorhaben der Jade Hochschule.  Neben der Jade Hochschule sind das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie e.V., die Hochschule Hannover, das Institut für Nanophotonik Göttingen e.V., die Leibniz Universität Hannover und die Technische Informationsbibliothek an dem Projekt beteiligt.

Weitere Informationen: jadewelt.jade-hs.de