Baanbrekende vernieuwing voor materiaaltests: Hoe artificiële intelligentie (AI) hole expansion tests volgens ISO 16630 revolutioneert
De eisen aan moderne plaatmaterialen worden steeds hoger. In de energiesector, lucht- en ruimtevaart en automobielbranche moet plaatmateriaal niet enkel licht en stabiel zijn, maar ook betrouwbaar vervormen - zonder dat aan de randen scheuren ontstaan. Om deze neiging tot scheuren te evalueren, werd de hole expansion test (HET) volgens ISO 16630 de standaardmethode. ZwickRoell gaat een stap verder met een innovatieve oplossing: AI detecteert automatisch scheuren in realtime - geïntegreerd in de plaatwerktestmachine (BUP).
Wat is een hole expansion test? En waarom is de test cruciaal voor vervorming van plaatmetaal?
De test met de plaatwerktestmachine (BUP) start met een gat met diameter 10 mm dat uitgestanst wordt in een sample uit plaatmetaal. Dit gat wordt wijder gemaakt met een conische stempel (60°) tot een continue scheur verschijnt. Het doel is de hole expansion ratio (λ) te bepalen, die onder andere de ductiliteit van de rand van het plaatmetaal beschrijft. De uitdaging zit hem in het nauwkeurig bepalen van de eerste continue scheur. Manuele methoden zijn vatbaar voor fouten en zeer afhankelijk van de individuele operator. Traditionele beeldverwerkingsalgoritmen leveren een betere consistentie, maar hebben hun grenzen voor toepassingen op een breed gamma materialen. Dit is exact waar AI zijn intrede maakt.
Hoewel traditionele regelgebaseerde beeldverwerkingsalgoritmen een betere consistentie tonen, moeten de specifieke parameters voor elk type materiaal bijgesteld worden. Voor nieuwe types samples moet eerst een geschikte parameterset bepaald worden, wat veel tijd vraagt. Bij wisselen van het sample is het belangrijk dat de correcte parameterset gekozen wordt. Met AI-gebaseerde scheurdetectie behoren deze uitdagingen tot het verleden: Het systeem detecteert betrouwbaar scheuren zonder manuele regeling en past zich automatisch aan voor de verschillende materialen.
Detecteren van scheuren aan de rand: Hierdoor lopen traditionele methoden tegen hun grenzen aan.
Manuele scheurdetectie vereist de volledige concentratie en ervaring van de operator. Dit gaat snel fout, vooral bij hogere testsnelheden. Hoewel traditionele industriële beeldverwerking een betere consistentie heeft, ontbreekt de flexibiliteit voor nieuwe of complexe materialen. Het resultaat: laattijdige of incorrecte scheurdetectie. Dit zorgt dan weer soms voor onnauwkeurige testresultaten en ongewenste herhalingen.
Realtime scheurdetectie met AI: Hoe het ZwickRoell neurale netwerk functioneert
ZwickRoell heeft een speciaal ontwikkeld neuraal netwerk geïntegreerd in de testXpert testsoftware. De scheuren worden in realtime gedetecteerd - direct tijdens de test. De beeldverwerking duurt slechts 50 milliseconden per beeld, zelfs op een standaard testcomputer.
De database voor betrouwbare AI resultaten: 657.000 afbeeldingen, 2.700 samples
De ZwickRoell AI werd getraind met meer dan 657.000 beelden van 2.700 samples. De gegevens werden gehaald uit klantenprojecten, interne tests en installaties. De scheurmarkeringen volgen strikt ISO 16630, en zijn gegarandeerd conform aan de norm. De resultaten zijn duidelijk: De AI detecteert betrouwbaar scheuren in gekende materialen met 99% nauwkeurigheid, en in nieuwe materialen met 98-99% nauwkeurigheid.
Geautomatiseerd testen van plaatmetaal met BUP - waar precisie en efficiëntie samenkomen
De BUP (plaatwerktestmachine) van ZwickRoell is het ideale platform voor hole expansion tests. Ze werd specifiek ontworpen voor vervormingstests op plaatmetaal en heeft vele functies om het testproces efficiënter en veiliger te maken. Een bijzondere functie: geautomatiseerde behandeling van samples. Met een magazijn dat tot 100 samples kan bevatten en een geïntegreerde 2D codelezer worden tests uitgevoerd in de nachtploeg - zonder tussenkomst van een operator. Dit bespaart tijd en reduceert fouten. De BUP is ook volledig compatibel met de videoXtens extensometer en geïntegreerde AI scheurdetectie. Hierdoor ontstaat een naadloos geautomatiseerd testproces - van identificatie van het sample tot documentatie van de resultaten.
Flexibel voor nieuwe materialen: Zo blijft AI adaptief en hertrainbaar
Een verder voordeel van de AI-oplossing is dat ze hertrainbaar is. Bij het testen van nieuwe exotische materialen kan de AI hertraind worden met bijkomende gegevens - ter plaatse bij de klant of in de cloud. Vanaf 2026 levert ZwickRoell een speciaal hertrainingsprogramma zodat klanten zelf hun modellen kunnen ontwikkelen op basis van specifieke materialen.
Conclusie: Meer kwaliteit, minder moeite - daarom verleggen AI en BUP de grenzen van materiaaltests
De hole expansion test met AI scheurdetectie vormt een significante vooruitgang voor materiaaltests. De combinatie van intelligente software en de krachtige BUP testmachine brengt testresultaten op een nieuw kwaliteitsniveau: precies, reproduceerbaar en onafhankelijk van de operator. AI detecteert scheuren in realtime, zodat tijd en materiaal bespaard wordt terwijl de impact van de mens kleiner wordt. Daarnaast is de BUP een robuust testsysteem dat geautomatiseerd en naadloos geïntegreerd kan worden in moderne productie- en kwaliteitscontroleprocessen. Dankzij de mogelijkheid om het AI systeem te hertrainen is het klaar voor de toekomst en flexibel voor nieuwe materialen of vereisten. Bedrijven die vertrouwen op deze technologie investeren niet enkel in betere testresultaten maar ook in efficiëntie, veiligheid en innovatie.
