HANSA 04-2018

Schiffstechnik | Ship Technology
Automatisiertes
Laserschweißen in 3D
In Hamburg arbeiten Anwendungsforscher bereits seit neun Jahren an innovativen
Fertigungslösungen mittels Lasereinsatzes für den Schiffbau. Eine besondere
Herausforderung ist die Schweißtechnik für die dritte Dimension. Von Claudia Behrend
Wer die Fraunhofer-Einrichtung für
Additive Produktionstechnologien
IAPT (Fraunhofer IAPT) in Hamburg-
Bergedorf betritt, muss das Handy nicht
ausschalten. Gegen die dicken Wände des
Forschungsinstituts haben die Funkwellen
keine Chance. Was hier untersucht
wird, ist allerdings nicht geheim. Im Gegenteil:
Die 2009 als LZN Laser Zentrum
Nord gegründete Einrichtung versteht
sich als Bindeglied zwischen Grundlagenforschung
und industrieller Anwendung
und hat sich zum Ziel gesetzt,
Unternehmen aus dem Schiffbau, der Automobilbranche,
dem Flugzeugbau, der
Medizintechnik, sowie dem Werkzeugund
Maschinenbau in der Laser- und
Anlagensystemtechnik zukunftweisende
Impulse zu geben. Die Forschungs-,
Entwicklungs- und Beratungsaktivitäten
umfassen dabei die gesamte Prozesskette
von der Analyse bis hin zum fertigen
Prototyp.
Wie erfolgreich die Wissenschaftler
damit sind, zeigt die Eingliederung
zum Jahresbeginn 2018 in die Fraunhofer-Gesellschaft
– die erste solche Einrichtung
mit Sitz in Hamburg. Im Zuge
dessen werden die Kompetenzen um die
übrigen additiven Produktionstechnologien
erweitert und der Maschinenpark
ergänzt. Hierfür steht der Einrichtung
mit 100 Mitarbeitern unter der Leitung
von Professor Claus Emmelmann in den
nächsten fünf Jahren ein Investitionsvolumen
von 50 Mio.€ zur Verfügung, die
Zahl der Mitarbeiter soll im gleichen
Zeitraum verdoppelt werden.
Hoher Aufwand, viel Potenzial
Die Laserstrahltechnik hat in die Fertigung
metallischer Bauteile zwar bereits
vor mehr als 20 Jahren Einzug gehalten,
ist in den jeweiligen Industriebranchen
allerdings unterschiedlich stark ausgeprägt.
»Während im Automobilbau bereits
viele Fügeaufgaben mittels Laserstrahlanlagen
realisiert werden, ist dieser
Anteil im Schiffbau noch verhältnismäßig
gering«, berichtet Georg Cerwenka,
Key Account Manager Systems am
Fraunhofer IAPT. Schließlich ist der Aufwand
enorm: »Die Werft Blohm + Voss in
Hamburg nahm nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit
2001 eine großformatige
Laser-Schneid- und -Schweißanlage
in Betrieb«, so Cerwenka. »Bei der Meyer
Werft wird bereits seit 1994 mit dem
Laser geschweißt, 2010 wurde dann die
Laservorfertigung um eine zweite große
Paneelstraße erweitert«, sagt sein Kollege
Olaf Steinmeier, Key Account Manager
Ship.
In einem ersten Schiffbau-Projekt haben
die Wissenschaftler kurz nach der
Gründung des LZN in Zusammenarbeit
mit Blohm + Voss begonnen, unter Einsatz
von Lasern neue Methoden für das
Schweißen von Stahlelementen zu erforschen.
»Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium
(BMWi) geförderten
Verbundforschungsprojekts Quinlas
(Qualitätsgerechte 3D Laser-Schweißbearbeitung
innovativer Schiffskonstruktionen)
mit neun Partnern haben
wir ab 2009 bis 2013 an neuen lasergestützten
Verfahren für die dritte Dimension
gearbeitet«, so Cerwenka. Voraussetzung
dafür war zunächst der Bau der
30 m langen Portalanlage der Firma Carl
Cloos Schweißtechnik. »Diese bietet uns
bis zu 30 kW Laserstrahlleistung und ist
in dieser Form einzigartig in Europa,
wenn nicht sogar weltweit«, so Cerwenka.
»Kern dieser Technik ist ein Robotersystem
mit moderner Bildverarbeitungs-
56 HANSA International Maritime Journal – 155. Jahrgang – 2018 – Nr. 4