Saubere Schiffsrümpfe: Entwicklung einer schonenden Laserreinigung zur Anwendung unter Wasser
28.02.2020

Laserbehandelte Proben im Praxistest: Auf der schwimmenden Plattform des Fraunhofer IFAM können Materialproben unter Realbedingungen getestet werden. (Foto: Fraunhofer IFAM)

Erprobung von Bewuchsschutzbeschichtungen auf dem Helgoland-Prüfstand für statische Fouling-Tests des Fraunhofer IFAM. (Foto: Fraunhofer IFAM)

Biofouling schädigen und die darunterliegende Lackschicht schonen: Unter anderem soll ein blauer Laser auf seine Eignung getestet werden. (Foto: Laserline GmbH)

Der marine Bewuchs auf Schiffsrümpfen ist ein erhebliches Problem für die Branche. Dieses sogenannte Biofouling erhöht den Strömungswiderstand und dadurch den Kraftstoffverbrauch und die ausgestoßenen Emissionen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will daher zusammen mit der Laserline GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ein laserbasiertes Reinigungsverfahren entwickeln, um den Bewuchs ohne Beschädigung der darunterliegenden Beschichtung schonend und effizient zu entfernen.

Neben Schiffsrümpfen sind auch andere maritime technische Oberflächen, wie Gründungsstrukturen von Offshore-Windenergie, Gas- und Ölplattformen, Spundwände in Häfen, Gezeitenkraftwerke oder Aquakulturnetzkäfige vom Biofouling betroffen. Im Forschungsprojekt „FoulLas“ wollen die Projektpartner mit Laserstrahlung den Bewuchs nun oberflächen- und umweltschonend unter Wasser abtöten und entfernen. Dabei sollen die lackbasierten Antifouling- und Korrosionsschutzsysteme sowie die Materialschichten selbst nicht beschädigt werden.

Laser zerstört Bewuchs – Strömung reinigt Schiff

Die Forschungspartner entwickeln dazu einen Prozess, bei dem die Zellen so geschädigt werden, dass im Idealfall die Wasserströmung verbliebenes Material abwäscht.

Im Vergleich zu mechanischen Reinigungsverfahren soll es so möglich sein, Schiffe effizienter und weitaus schonender zu reinigen und somit den Strömungswiderstand niedrig zu halten. Damit ließe sich der Treibstoffbedarf und letztlich der Emissionsausstoß erheblich reduzieren.

Für realitätsnahe Untersuchungen erfolgt die Versuchsdurchführung im Südhafen der Insel Helgoland, wo das Fraunhofer IFAM einen Prüfstand für Bewuchstests betreibt. Während der mehrjährigen Projektlaufzeit können in dem Reallabor auch saisonale Einflüsse abgebildet werden.

Über FoulLas

Das Projekt „Fouling-Entfernung von maritimen Oberflächen mittels Laserstrahlung unter Wasser - FoulLas“ wird von der Laserline GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und dem Laser Zentrum Hannover e.V. durchgeführt. Das Vorhaben FoulLas wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem Förderkennzeichen 03SX489 durch den Projektträger Jülich gefördert.

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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 arbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

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. 18 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
Das Fraunhofer IFAM ist eine der europaweit bedeutendsten unabhängigen Forschungseinrichtungen auf den Gebieten Klebetechnik, Oberflächen, Formgebung und Funktionswerkstoffe. An allen fünf Standorten in Bremen, Dresden, Stade, Wolfsburg und Braunschweig sowie am Testzentrum für maritime Technologien auf Helgoland zählen wissenschaftliche Exzellenz mit starker Anwendungsorientierung und messbarem Kundennutzen sowie höchste Qualität zu den zentralen Leitlinien des Instituts. Derzeit bündeln über 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 20 Abteilungen ihr breites technologisches und wissenschaftliches Know-how in sieben Kernkompetenzen: Metallische Werkstoffe, polymere Werkstoffe, Oberflächentechnik, Kleben, Formgebung und Funktionswerkstoffe, Elektromobilität, Automatisierung und Digitalisierung. Diese Kernkompetenzen - jede für sich und im Zusammenspiel - begründen die starke Position des Instituts am Forschungs­markt und bilden die Basis für zukunftsorientierte Entwicklungen zum Nutzen der Gesellschaft. Die Produkte und Technologien adressieren vor allem Branchen mit besonderer Bedeutung für die Zukunftsfähigkeit: Luftfahrt, Automotive, Energietechnik, Medizintechnik und Life Sciences sowie maritime Technologien.

Laserline GmbH
Weltweit zählt Laserline zu den führenden Herstellern von Diodenlaserstrahlquellen für die Materialbearbeitung im Bereich der thermischen Verfahren Schweißen, Hartlöten, Härten, generative Verfahren und Beschichten. Neben Diodenlaserstrahlquellen entwickelt und vertreibt Laserline auch spezielle anwendungsangepasste Bearbeitungsoptiken. Diodenlaser und Bearbeitungsoptiken sind weltweit in Produktionsprozessen im Einsatz und stellen ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit unter Beweis. Laserline zielt auf das kreative wie konsequente Umsetzen von neuen Ideen in industrielle Innovationen. So werden heute maßgeschneiderte Systemlösungen entwickelt, die selbst unter schwierigen Produktionsbedingungen wirtschaftlich zuverlässig arbeiten.