Revolutionäres Arbeitsboot: Leicht, robust und energieeffizient dank innovativer Klebtechnologie
Im Projekt "Rumpf-Deck-Verbindung" (RDV) hat der Industriepartner Lübeck Yacht ein robustes, aber dennoch leichtes Arbeitsboot entwickelt, um die benötigte Antriebsleistung und damit den Energiebedarf im Einsatz zu senken.
Die wesentlichen Gewichtseinsparungen wurden durch einen lasttragenden Decksaufbau aus Faserverbundkunststoff (FVK) erreicht. Ein entsprechend angepasster Aluminiumrumpf bietet die notwendige Robustheit.
Für die Verbindung von Materialien mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften – wie Aluminium und FVK – ist das Kleben mit elastischen Klebstoffen ein ideales und anwendungsgerechtes Fügeverfahren. Um die Klebverbindung zwischen Rumpf und Deck optimal zu gestalten, wurden von Lübeck Yacht und dem Forschungspartner Fraunhofer IFAM mechanische, stoffliche und mediale Anforderungen an die Gesamtkonstruktion und insbesondere an die Verbindungsstelle ermittelt.
Das Fraunhofer IFAM hat auf Grundlage dieser Anforderungen ein Klebstoffsystem und ein entsprechendes Vorbehandlungsverfahren festgelegt. Mit Finite-Elemente-(FE)-Berechnungen wurde die grundsätzliche Umsetzbarkeit einer Klebverbindung zwischen Rumpf und Deck an einem Modell des Arbeitsbootes gezeigt und eine geeignete Klebschichtgeometrie abgeleitet.
Gemeinsam fertigten Lübeck Yacht und Fraunhofer IFAM ein 1,5 Meter langes und 3 Meter breites Bootssegment mit der abgeleiteten Klebschichtgeometrie in Originalgröße. Dieses Segment wurde unter verschiedensten relevanten Einsatzbedingungen mechanisch geprüft. Keine dieser Prüfungen führte zu einer strukturellen Schädigung der Substanz oder der Klebverbindung. Begleitende FE-Berechnungen untermauerten die Tragfähigkeit des Bootssegments.
Mithilfe von FE-Berechnungen wurde die Geometrie der Klebverbindung für das komplette Arbeitsboot weiter optimiert. Die Klebschichtbeanspruchung konnte durch angepasste moderate Vergrößerung der Klebschichtdicke (unter Beibehaltung der Klebschichtbreite) auf unkritische Werte reduziert werden.
Letztlich konnte ein wirtschaftliches Klebstoffvolumen verwendet werden, da in der gewählten Verbindungsgeometrie die Klebschichtbeanspruchung gering ist.
Offshore Drone Campus Cuxhaven (ODCC) - Innovative Offshore-UAS-Lösungen
Der Offshore Drone Campus Cuxhaven (ODCC) wurde 2023 als Teil des Fraunhofer IFAM weiter ausgebaut. Der Campus dient der gemeinschaftlichen Entwicklung und Erprobung von Offshore-UAS (Unmanned Aircraft Systems, umgangssprachlich Drohnen) und deren Einsatzkonzepten. Der Schwerpunkt liegt auf Wartung, Inspektion, Instandhaltung und Überwachung maritimer Strukturen unter Berücksichtigung regulatorischer Rahmenbedingungen.
Ziel des ODCC ist es, das große Potenzial von UAS im maritimen Dienstleistungssektor (z.B. Vermessungen, Wartungen, Reparaturen, Transporte, Monitoring) zu erschließen. Um die neue Technologie sicher zu integrieren, ist es wichtig, insbesondere die bemannte Luftfahrt, die Schifffahrt und den Umweltschutz genau zu berücksichtigen. Wegen der anspruchsvollen Offshore-Bedingungen sind fehlertolerante und robuste Systeme und Antriebe erforderlich. Für eine sichere kommerzielle Anwendung von Offshore-UAS ist eine kontinuierliche Flugüberwachung und zuverlässige Flugsteuerung essenziell. Dazu gehören Kollisionsvermeidungssysteme, redundante Kommunikations- und Steuerungseinheiten, Navigation nahe an Strukturen unter variablen Umweltbedingungen und das Landen auf schwimmenden Plattformen.
Der Campus in Cuxhaven, dem Zentrum der deutschen Offshore-Industrie, bündelt die Kompetenzen von Industrie und Forschungseinrichtungen. Anfang 2023 wurden Büro- und Werkstattflächen für elektrotechnische und mechanische Arbeiten eingerichtet. Im November 2023 begannen die Baumaßnahmen für das Außengelände mit Landebahn und Leitwarte, die Mitte 2024 abgeschlossen sind. Ab Spätsommer 2024 startet der operative Betrieb des Außengeländes, inklusive Flügen von Cuxhaven nach Helgoland.
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
