Fraunhofer-GesellschaftDie Herstellung von Brennstoffzellen-Stacks stellt Anbieter derzeit vor große Herausforderungen. Die Fertigung der Einzelkomponenten und der Zusammenbau der Stacks sind mit hohen Kosten verbunden und es gibt noch keinen stabilen Fertigungsprozess, geschweige denn ein zuverlässiges Verfahren zur Qualitätssicherung. Durch die Weiterentwicklung und Automatisierung der Produktionsschritte soll die steigende Nachfrage nach Brennstoffzellen gedeckt und die Großserienfertigung von Stacks effizienter gestaltet werden. Hier setzt die automatisierte akustische Überwachung an.
Was bei Schweißprozessen wie MIG und MAG bereits bewiesen wurde, soll nun zur Qualitätssicherung in der Brennstoffzellenfertigung eingesetzt werden: Bereits während der Fertigung nehmen Mikrofone die Prozessgeräusche auf, KI-Algorithmen analysieren die Audiodaten echtzeitnah und das System zeigt Abweichungen im Prozess an. So können beispielsweise Materialfehler, Werkzeugverschleiß oder Fehlmontage frühzeitig erkannt und behoben werden. Wo optische Prüfverfahren an ihre Grenzen stoßen, kann ergänzend auch mit platzsparender und kostengünstiger akustischer Sensorik gemessen und mit Hilfe von KI zuverlässig ausgewertet werden.
Das Potenzial der akustischen Analyse auf Basis der Luftschallemission wird anhand eines Air-Hockey-Tisches gezeigt, der verschiedene Zustände am Klang erkennt. Gespielt wird mit drei Pucks der Klassen »iO«, »Austausch planen« und »Austausch erforderlich«. Das Ergebnis der Analyse wird nachvollziehbar auf einer Benutzeroberfläche dargestellt und durch Handlungsempfehlungen ergänzt. Dank nahezu unsichtbarer MEMS-Mikrofone und eines Raspberry Pi mit KI-Modellen ist das Sensorsystem nur wenige Zentimeter groß.
Der Technologiedemonstrator verdeutlicht auf anschauliche und sportliche Weise, wie akustisches Monitoring in der Produktion einen echten Mehrwert liefern kann. Alle Gäste sind eingeladen, in einer Air-Hockey-Partie mehr darüber zu erfahren, wie die akustische Prüfung Aufgabenstellungen im Bereich der Qualitätssicherung lösen kann.
