Laserschneiden unter Wasser
22.10.2014

Bild 1: Mit dem Laser unter Wasser schneiden, eine schnelle und damit wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Verfahren. Foto: LZH

Unterwasserarbeiten an Offshore-Windparks, Brücken oder Schleusen müssen zwangsläufig von Tau­chern ausgeführt werden. Für die Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten von Metallbauteilen stehen ihnen zwar eine Reihe an Verfahren zur Verfügung, doch diese sind zeitin­tensiv und für den Taucher sehr belastend. Daher entwickeln Ingenieure des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und der Leibniz Universität Hannover (LUH) nun einen Prozess zum automatisierten Laserschneiden unter Wasser.

Zurzeit wird für das Trennen unter Wasser vor allem das Lichtbogen-Sauerstoffschneiden eingesetzt. Die Elektrode wird dabei von Hand geführt. Je nach Dicke des Materials benötigt ein Taucher im Schnitt einen Arbeitstag, um 20 Meter Material zu schneiden. Das entspricht bei einer Tauchzeit von fünf Stunden einer Schneidgeschwindigkeit von gerade einmal 7 cm pro Minute.

Sieben Mal schneller schneiden
Mit einem laserbasierten, automatisierten Verfahren soll die Schneidgeschwindigkeit um das Siebenfache erhöht werden. „Bei Voruntersuchungen haben wir bereits eine Schneidgeschwindig­keit von 0,5 Meter pro Minute für 10 mm-dicken Stahl erreicht“, berichtet Dr.-Ing. Jörg Hermsdorf, Leiter der Gruppe Maschinen und Steuerungen am LZH. „Mit dem Prozess würde die Metallbearbeitung unter Wasser wesentlich schneller und damit günstiger werden. Unser Ziel ist es, die Arbeit der Taucher sicher und effizienter zu machen.“

Effizienter Rückbau von Spundwänden
Entwickelt wird der Prozess für den Rückbau von Spundwänden in einer Wassertiefe von zwei bis sechs Metern. Wichtig ist dabei, dass die Wände inklusive der Schlossverbindung zuverlässig getrennt werden. Denn Nachbearbeitungen sind aufwendig und teuer. Da Metallteile unter Wasser korrodieren und bewachsen, soll der Prozess zudem selbst bei schwankender Materialstärke und Verschmutzung zuverlässig funktionieren.

Der fertige Prozess ließe sich auch auf die Wartung und Instandsetzung von Offshore-Strukturen und anderen Wasserbauwerken übertragen. Zudem ist der Rückbau von Kernkraftanlagen ein weiteres mögliches Einsatzgebiet.

Das Projekt „Laserstrahlschneiden unter Wasser für höhere Pro­duktivität – LuWaPro“ wird gefördert von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF).

Zu der Pressemitteilung gibt es ein Bild und ein Video.

Bildunterschrift Bild 1: Mit dem Laser unter Wasser schneiden, eine schnelle und damit wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Verfahren. (Foto: LZH)

Videounterschrift Video 1: Vorversuch zum Laserschneiden unter Wasser. (Video: LZH)

Pressemitteilung zum Download: 

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Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet erarbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einen Umsatz von 15,993 Millionen Euro (Stand 2013), u.a. aus Erträgen aus Projekten von Bund, Land, EU und der Industrie.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 17 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.