萨尔布吕肯的一种新的方法有望改善一系列激光材料加工工艺：马克斯普朗克信息研究所的研究人员开发了一种基于人工智能的方法，可以显着加速生产中的一些中间步骤。与通快有行业合作。这家高科技公司提供机床和激光技术领域的制造解决方案。此外，作为联邦经济事务和气候保护部（BMWK）EXIST启动计划的一部分，该团队现在获得了约800万欧元的资助，以使其开发达到市场成熟度。
这种新方法基于所谓的进化算法与量身定制的排序方法相结合。“因此，我们为激光材料加工中的一系列高度复杂的问题开发了第一个计算机辅助自动化解决方案，这些问题以前必须通过反复试验'手动'解决，”萨尔布吕肯萨尔州信息学校区马克斯普朗克信息学研究所“人工智能辅助设计和制造”研究小组负责人Vahid Babaei解释说。
这种生产方法的一个例子是所谓的“彩色激光打标”，这是一种通过激光加热对金属表面进行着色的过程。热产生的颜色很难预测，因为它们取决于许多工艺参数，例如被加热的金属类型、加热速度、加热功率或单个激光脉冲的持续时间。“以前，如果您想将金属加热到一定的阴影，唯一的解决方案是单独处理相应的参数，直到达到所需的结果。这种非常不准确和低效的方法意味着彩色激光打标和类似的生产工艺，依赖于各种激光参数的优化相互作用，在很大程度上被行业所忽视，“Vahid Babaei补充道。
Vahid Babaei与他的同事Sebastian Cucerca（马克斯普朗克信息学研究所），Piotr Didyk（卢加诺大学教授）和Hans-Peter Seidel（马克斯普朗克信息学研究所科学主任）一起开发了一种算法，该算法可以自动化和加速这种“参数探索”过程，以至于通过激光进行材料加工的一系列方法都可以用于工业用途。 关于“彩色激光打标”，这种新方法可用于在金属上“打印”饱和的高分辨率彩色图像 - 无需使用染料，只需加热材料即可。
该方法使用所谓的进化探索算法与适应的排序方法相结合。探索算法重复相同的步骤，直到找到最佳结果：首先，它从激光开始，根据随机选择的参数应用标记。然后，该算法测量这些标记的属性（此处为颜色和分辨率），并在此基础上计算激光应用于标记的下一组参数。使用自定义排序算法：根据各种指标（如分辨率或颜色饱和度）对先前选择的颜色的最强大的处理参数进行排序。反过来，进化算法从这些排序结果中生成新一代的颜色，其中包含“父代”的最佳属性。这个迭代过程一直持续到结果没有显着改善，从而找到最好的结果。
这种解决这些类型优化问题的新方法它目前在世界上是独一无二的，可以转移到不同类型的激光器和基板上，以及颜色以外的特性。“我们坚信颜色标记只是冰山一角，我们的算法可以加速与激光表面活化相关的许多不同过程，例如改变材料的感觉，”Vahid Babei说。
为了使开发达到市场成熟度，由Vahid Babaei领导的团队，由Azadeh Asadi，Sebastian Cucerca和Mojtaba Bemana（均为马克斯普朗克信息学研究所）组成，现在由联邦经济事务和气候保护部（BMWK）的EXIST启动计划资助约80万欧元。
此外，研究人员已经能够赢得世界领先的柔性钣金加工和工业激光器机床供应商之一 TRUMPF，该公司位于斯图加特附近的迪琴根，成为工业合作伙伴。TRUMPF 业务发展经理 Paul Stumpf 表示：“我们相信这项技术可以对激光打标行业及其他行业产生重大影响。该技术将激光和材料之间的物理相互作用视为黑匣子，并利用人工智能数据和算法的力量。
