Projektstart „EQUAL“: Künstliche Intelligenz für die Prozessüberwachung beim Metall-Ultraschallschweißen

Zum 01.07.2025 startete an der Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde der Technischen Universität Chemnitz das Forschungsprojekt „EQUAL - Einzellitzenquantifizierung zur Analyse von Ultraschallschweißverbindungen von Litzenleitungen“. Das Vorhaben wird im Rahmen des Just Transition Fund (JTF) durch das Programm „InfraProNet 2021-2027“ gefördert und ist kofinanziert durch die Europäische Union sowie den Freistaat Sachsen.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines digitalen Methodenwerkzeugkastens für die Prozessüberwachung und Fehleranalyse beim Metall-Ultraschallschweißen (USMW). Dieses ressourceneffiziente Fügeverfahren wird insbesondere in der Elektromobilität, Wasserstofftechnologie sowie der Energieversorgung eingesetzt. Es ermöglicht das stoffschlüssige Fügen elektrischer Verbindungen, beispielsweise zwischen feindrahtigen Litzen und Ableitern, ohne den Einsatz von Zusatzwerkstoffen oder Prozessgasen. Bislang fehlen jedoch praxistaugliche Strategien zur systematischen Bewertung fehlgeschlagener Schweißverbindungen, was eine effektive Prozessoptimierung erschwert. Hier setzt EQUAL an: Durch den Einsatz künstlicher Intelligenz soll eine automatisierte Erkennung und Analyse der Schweißknotenstrukturen in metallografischen Schliffbildern ermöglicht werden. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Einzellitzenquantifizierung, also die geometrische Auswertung und Verformungsanalyse jedes einzelnen Drahtes innerhalb der Schweißzone.

In enger Zusammenarbeit mit regionalen und internationalen Kabelkonfektionären werden sowohl Gut- als auch reproduzierbare Fehlerschweißungen erzeugt und systematisch analysiert. Die Erkenntnisse fließen in einen digitalen Werkzeugkasten, der Werkerinnen und Werkern vor Ort eine intuitive Fehlerdiagnose sowie eine einfache Prozesskontrolle erlaubt, auch ohne tiefgehende Werkstoffkenntnisse. Das Projekt trägt damit nicht nur zur Qualitätssicherung und Prozessstabilität bei, sondern fördert auch den Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie in der Region Chemnitz. Durch die Kombination aus KI-gestützter Auswertung und industrieller Validierung leistet EQUAL einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Produktion, zum Strukturwandel in den Kohlerevieren sowie zur Stärkung des Wissenschafts- und Innovationsstandorts Sachsen.

Wir danken dem Just Transition Fund, der Europäischen Union sowie dem Freistaat Sachsen für die Förderung dieses Projekts.