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– Branche Metall- und Stahlindustrie

Oberflächen­prüfung in der Stahl und Metallverar­beitung – KI revolutioniert die Qualitäts­kontrolle

Der Einsatz modernster KI-Algorithmen in der Stahl- und Metallverarbeitung stellt höchste Qualität in jeder Fertigungsstufe sicher: vom Rohmaterial über die Umformung und Zerspanung von Bauteilen, bis hin zu Endmontage.

Vom Defekt zum Wettbewerbsvorteil – mit KI wird Qualitätssicherung zum Treiber für Effizienz und Wachstum.

In der Stahl- und metallverarbeitenden Industrie zählt jedes Detail: von der Werkstoffqualität über die Maßhaltigkeit bis hin zu Schweißnähten und Oberflächen. Höchste Produktqualität ist unverzichtbar, jedoch stoßen manuelle Inspektionen und klassische Methoden wie Anomalieerkennung bei steigender Produktvielfalt, engen Toleranzen und hohem Termindruck schnell an ihre Grenzen.

Die KI-gestützte Qualitätssicherung bietet Unternehmen entscheidende Vorteile entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Statt lediglich Anomalien zu erkennen, ist die Deep Learning basierte Technologie in der Lage, unterschiedliche Fehlermuster präzise zu erkennen und dadurch Pseudo-Defekte konsequent zu eliminieren. Gleichzeitig sorgt eine automatische Protokollierung und Speicherung dafür, dass sämtliche Fehlerarten dokumentiert und jederzeit rückverfolgbar sind. Besonders in der Stahl- und Metallverarbeitung, wo hohe Produktvielfalt und wechselnde Anforderungen zum Alltag gehören, überzeugt 36ZERO Vision durch ihre Skalierbarkeit und Flexibilität. Die Lösung ist ausgesprochen kosteneffizient, da sie hardware-agnostisch funktioniert, sich problemlos in Bestandsanlagen integrieren lässt und so Investitions- sowie Wartungskosten reduziert. Ergänzend trägt sie zu stabilen Prozessen, geringerem Ausschuss und der sicheren Einhaltung von Qualitätsstandards bei – ein klarer Mehrwert im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Normkonformität.

Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: In der Rohstoffbearbeitung ermöglicht KI die Inspektion von Blechen, Profilen, Rohren und Drähten. In der Umformtechnik wird sie zur Oberflächenprüfung von Guss- und Schmiedeteilen eingesetzt, während in der Fügetechnik Schweißnähte und Lötstellen zuverlässig kontrolliert werden. Auch in der Zerspanung sorgt die Technologie für eine zuverlässige Grat- und Faseninspektion nach Dreh-, Fräs- oder Schleifarbeiten. Schließlich unterstützt sie in der Montage und Endfertigung sowohl bei In-Line- als auch bei End-of-Line-Prüfungen. Damit wird Qualitätssicherung nicht nur effizienter, sondern zu einem echten Wettbewerbsvorteil.

Die Cloud-Plattform dient der Entwicklung von KI-Modellen individuell für jede Anwendung. Sie wird initial mit bekannten Fehlermustern trainiert und kann durch Interaktion mit Mitarbeitern kontinuierlich verbessert werden. So passt sie sich neuen Produktvarianten, Anwendungen und Fertigungsbedingungen flexibel an und standardisiert Qualitätsentscheidungen weltweit.

2D-Bilder industrieller Kameras werden mit den trainierten Modellen autark, on-premise und in Echtzeit analysiert, Fehlermuster mit höchster Präzision erkannt und Werkstücke objektiv bewertet. Oberflächen, Form- und Maßgenauigkeit lassen sich dadurch ohne Verzögerung prüfen.

Neben der visuelle Kontrolle setzten Unternehmen je nach Anforderung ebenso auf Ultraschallprüfung, Röntgenprüfung, Magnetpulverprüfung, Eindringprüfung, Härteprüfung, sowie Metallografie.


Typische Fehlerarten in der 
Stahl- und Metall­verarbei­tenden Industrie:

1. Werkstoff


  • Fehlerhafte Oberflächen (Walzhaut, Risse, Rattermarken)
  • Einschlüsse (z. B. Schlacke, Oxide, Sulfide)
  • Gefügefehler (z. B. grobkörniges Gefüge, Härterisse)

2. Fertigung


  • Form- und Maßfehler (ungenügende Maßhaltigkeit, Verzug, Ungenauigkeiten)
  • Oberflächenfehler (Riefen, Kratzer, Gratbildung, Aufbauschneiden beim Drehen/Fräsen)
  • Wärmebehandlungsfehler (z. B. Überhitzung, Entkohlung, Härterisse, unzureichende Härte)
  • Schweißfehler (Porenbildung, Bindefehler, Einbrandkerben)

3. Handhabungsfehler


  • Transportschäden, Druckstellen, falsche Lagerung (z. B. Korrosionsansatz)
  • Verwechslungen von Teilen
  • Eindrücke, Dellen sowie Abspillterungen and Kanten und Ecken durch Schläge, Stöße oder unsachgemäße Greifer

Herausforde­rungen für das Qualitäts­management

Komplexität der Fertigungsverfahren

Gießen, Schmieden, Schweißen, Wärmebehandlung, Zerspanung

Höchste Genauigkeit vs. Kosten- und Termindruck

Balance zwischen Produktivität und Qualität

Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz

Überwachung und Verbesserung von energieintensiven Prozessen

Zertifizierungen und Normen

Einhaltung strenger Normen und Standards (ISO, IATF, EN, ASME), sowie umfangreiche Dokumentationspflichten und Auditierungen

Produktlebensdauer und Betriebssicherheit

Defekte im Material oder in der Fertigung können zu Sicherheitsrisiken führen

Digitalisierung & Industrie 4.0

Fachkräftemangel in der Metallindustrie erschwert eine gleichbleibend hohe Qualität
schweißspritzer
Der Schweißnahtverlauf ist ungleichmäßig, was auf eine unzureichende Führung oder schwankende Wärmeeinbringung hindeutet.
verlauf
In der Schweißnaht ist eine kleine Gasblase erkennbar, verursacht durch eingeschlossene Luft oder Verunreinigungen.
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An der Nahtumgebung befinden sich Schweißspritzer, die auf zu hohen Strom oder unzureichenden Schutz vor Spritzerbildung zurückzuführen sind.

Mehrwert durch KI-gestützte Qualitäts­sicherung durch Fehler­muster­erkennung


  • Kostenreduktion (weniger Ausschuss, weniger Nacharbeit, weniger Reklamationen)
  • Effizientere Verfahren (stabilere Prozesse, bessere Auslastung von Maschinen)
  • Qualitätssteigerung (längere Lebensdauer, höhere Kundenzufriedenheit)
  • Wettbewerbsvorteile (bessere Reputation, stärkere Marktposition)
  • Rechtliche Sicherheit (Einhalten von Normen & Zertifizierungen, z. B. ISO, TÜV, EN)

KI – Anwendungen in der Stahl- und Metall­verarbei­tenden Industrie

  • 1 // Rohstoffbearbeitung:
    Überprüfung von Blechen, Profilen, Rohren, Stangen und Drähte in Schmieden, Stahl- und Walzwerken
  • 2 // Umformtechnik:
    Oberflächenkontrolle von Stahlguss, Druckguss, Feinguss, Strangguss, geschmiedeten, sowie gepressten Materialien
  • 3 // Fügetechnik:
    Schweißnahtkontrolle und Inspektion von Lötstellen
  • 4 // Zerspanung & spanende Bearbeitung:
    Faseninspektion, Gratkontrolle nach Dreh-, Fräs-, Bohr- und Schleifarbeiten
  • 5 // Montage & Endfertigung:
    In-Line Inspektion und End-of-Line Prüfung

Digitale Transformation durch KI in der Metall- und Stahlindustrie