DOCKLASER - Increasing Efficiency and Quality in Shipbuilding and Shiprepair by Developing Mobile Laser Equipment for Dock-Area

Gefördert im: 5. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union

Laufzeit: 01.09.2002 - 28.02.2006

Budget: 4.079.786 €

Links: www.docklaser.com


Kürzel Unternehmen Land
MW Meyer Werft GmbH (Koordinator) Deutschland
BALance BALance Techology Consulting GmbH Deutschland
CMT Center of Maritime Technologies e.V. Deutschland
DNV Det Norske Veritas AS Norwegen
SLV-MV Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mecklenburg-Vorpommern GmbH Deutschland
SLV-Halle Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH Deutschland
VUZ WELDING RESEARCH INSTITUTE - INDUSTRIAL INSTITUTE SR Slowenien
FORCE FORCE Technology Dänemark
MLT Mobil Laser Tec GmbH Deutschland
IWA Intelligent Welding Automation ApS Dänemark
FRONIUS Fronius International GmbH Österreich
Navantia Navantia Spanien

Abbildung 1: Traktor
Abbildung 2: Rohrschweißvorrichtung
Abbildung 3: Handgeführtes Gerät

 

Ausgangssituation und Forschungsziele:

In der schiffbaulichen Vorfertigung konnten durch Automatisierung und Einführung innovativer Fertigungstechnologien durchgreifende Produktivitätssteigerungen erzielt werden, doch in den nachgelagerten Phasen wie Blockbau, Schiffsmontage und Endausrüstung dominieren nach wie vor manuelle Fügeverfahren von niedriger Produktivität. Für den europäischen Schiffbau mit seiner Spezialisierung auf komplexe, ausrüstungsintensive Produkte ist gerade in diesem Fertigungsbereich eine Verbesserung der Effizienz von hohem Interesse.

Manuell ausgeführte Schweiß- und Schneidprozesse sind hierbei be-sonders problematisch aufgrund der mit ihnen verbundenen Wärmeeinbringung, die Verformungen und Nacharbeiten mit sich bringen und die Gefahr ber-gen, gleichzeitige Ausrüstungsarbeiten zu beeinträchtigen oder bereits eingebrachtes Material zu beschädigen.

Die Lasertechnologie bietet die Perspektive, die genannten Arbeiten bei hoher Produktivität und geringer Energieeinbringung zu verrichten. Hierzu werden entsprechende Geräte benötigt, die unter den typischen Bedingungen im Baudock, d. h. erschwerter Zugänglichkeit und Zwangslagen, einem weiten Toleranzfeld und einem allgemein schwierigen Arbeitsumfeld, eingesetzt werden können. Gleichzeitig müssen die mit den Risiken der Laserstrahlung einhergehenden Anforderungen an die Arbeitssicherheit beachtet werden.

In DOCKLASER wurden für eine Reihe typischer Einsatzfälle mobile Laserschneid- und -schweißgeräte entwickelt und die entsprechenden Prozesse qualifiziert.

Durchführung:

Zunächst definierten die beteiligten Werften mögliche Anwendungsfälle für die lasergestützte Materialbearbeitung im Dockbereich und trugen Anforderungen zusammen. Gemeinsam mit den teilnehmenden Geräteentwicklern und Forschungsstellen wurden die Optionen und Risiken diskutiert und die vielversprechendsten Ansätze ausgewählt. Folgende Gerätekonzepte wurden weiterverfolgt:

1.       Traktor zum Schweißen langer linearer Stumpf- und T-Stöße

2.       Gerät zum manuellen Herstellen von Heftschweißungen

3.       Handgeführtes Werkzeug zum Schneiden und Schweißen in der Endausrüstung

4.       Schweißvorrichtung für Rohre aus rostfreiem Stahl

Entsprechende Prototypen wurden entwickelt und zunächst im Labor getestet. Dabei standen das Auffinden geeigneter Parameter und das Erreichen robuster Prozesse im Vordergrund. Hierzu wurden mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung Prozessmodelle entwickelt und anschließend optimierte Parametersätze ermittelt. Diese wurden anschließend verwendet, um Probeschweißungen für Dauerfestigkeitstests anzufertigen. Nachdem die Tests erfolgreich absolviert worden waren und auch die durchgeführten Strahlungsmessungen erfolgreich verlaufen waren, wurde von der teilnehmenden Klassifikationsgesellschaft ein Approval-of-Principle erteilt.

Weitere Tests fanden auf den Werften statt und erstreckten sich auf die praktische Anwendbarkeit der neuen Geräte. Diese Tests wurden von Schulungen des betroffenen Fertigungspersonals durch die Geräteentwickler begleitet.

Ergebnisse und Nutzen:

Das Projekt umspannte das breite Spektrum von der Anforderungsermittlung für die Entwicklung einer innovativen Technologie über die Konzeption, Entwicklung, Labor- und Praxistests sowie die Zulassung. Die damit verbundenen Arbeitsziele wurden vollständig erreicht. Für die Werften wurde dabei das große Potential mobiler Lasergeräte im Dockbereich offenbar. Dies gilt sowohl für Unternehmen, die bereits eingehende Erfahrungen mit dem Laserschweißen in der Vorfertigung gesammelt hatten, als auch für Betriebe, die auf dem Gebiet der Lasertechnik Neuland betraten.

Das gesammelte Prozess-Knowhow und die Erfahrungen im Praxistest lieferten den Geräteentwicklern wertvolle Erkenntnisse für den Eintritt in den neuen Markt der Laserbearbeitung mit mobilen Geräten im Schiffbau. Zugleich entstanden im Projekt direkte Kontakte zu den Forschungs- und Fertigungsabteilungen künftiger Kunden.

In Nachfolge des DOCKLASER-Projekts wurden im Vorhaben BESST weiter verbesserte mobile und zudem modular aufgebaute Laserbearbeitungsgeräte entwickelt und erprobt.

 

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