Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchung und Optimierung der Prozessparameter und Werkzeuge zum Unterwasserkleben von Halterungssystemen

Betrieb und Wartung von Wasserbauwerken und -fahrzeugen erfordern häufig die nachträgliche Montage von Ausrüstungsgegenständen, wie Sensoren, Sonarsender oder Korrosionsschutzequipment unter Wasser. Durch Schweißen und oder mechanisches Fügen entstehen metallurgische/mechanische Kerben, weshalb im abgeschlossenen Projekt „Unterwasserkleben“ (IGF 19493BR) ein geklebtes Haltersystem grundlegend entwickelt wurde. Ziel des hier beantragten Vorhabens ist nun die Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter des mehrstufigen Injektionsprozesses (Medien, Zeiten, Drücke, etc.) auf die Verbindungsgüte und die Entwicklung eines entsprechenden teilautomatisierten Werkzeugs für den Einsatz durch Taucher oder ROV. Dazu erfolgt in AP1 eine experimentelle Untersuchung und abschließende Festlegung von Oberflächenvorbereitungsverfahren bzgl. ihrer Reinigungsqualität und Anwendung im Unterwasserbereich. In AP2 wird zur Steigerung der Langzeitbeständigkeit die vollständige Abdichtung der Klebfuge untersucht und ein autarkes Heizsystem für die Aushärtung entwickelt. Nach der Entwicklung eines Versuchsstandes (AP3) für ein Mehrstufen-Injektionsverfahren werden die Einflüsse von Parametervariationen für einzelne Injektionsschritte mit Hilfe des Versuchsstandes an Haltern analysiert (AP4). Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wird ein Prototypenwerkzeug für den Unterwasserklebprozess entwickelt (AP5) und praktisch erprobt. Zur Optimierung von Parametersätzen werden Versuchsklebungen mit anschließender Alterung und zerstörender Prüfung (AP6) durchgeführt. Das Prototypenwerkzeug wird zur Verifizierung der erzielten Laborergebnisse an praxisrelevanten Anwendungsfällen von Tauchern im Versuchsbecken getestet (AP7). Abschließend werden die Ergebnisse im Schlussbericht und einem DVS-Merkblatt dokumentiert (AP8). Als Ergebnis stehen ein Prototypenwerkzeug sowie ein abgesichertes Parameterfenster zur Verfügung, was KMU in die Lage versetzt, neue Produkte und Dienstleistungen anzubieten.

Ergebniszusammenfassung:

Das Ziel des IGF-Projektes "Unterwasserklebprozess" war die Untersuchung der Einflussparameter des mehrstufigen Injektionsprozesses (Medien, Zeiten, Drücke, etc.) auf die Qualität einer unter Wasser hergestellten Klebverbindung sowie die Entwicklung eines entsprechenden teilautomatisierten Demonstratorwerkzeuges für den Einsatz durch Taucher oder ROV.

Dazu erfolgte die experimentelle Untersuchung und abschließende Festlegung von Oberflächenvorbereitungsverfahren bezüglich ihrer Klebeignung und Anwendbarkeit im Unterwasserbereich. Zur Steigerung der Langzeitbeständigkeit der Klebverbindung wurde ein bestehendes Halterdesign dahingehend weiterentwickelt, dass das Eindringen von Wasser durch die Abdichtung der Injektionsöffnungen sowie den Einsatz eines selbstklebenden Dichtungsrings vollständig vermieden wird. Nach der Entwicklung eines Versuchsstandes für ein Mehrstufen-Injektionsverfahren wurden die Einflüsse von Parametervariationen für einzelne Injektionsschritte an Haltern analysiert. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wurde ein Demonstratorwerkzeug entwickelt und sowohl in einer Druckkammer als auch von Tauchern im praxisnahen Einsatzgebiet erprobt. Weiterhin sind Alterungsuntersuchungen an Halterproben durchgeführt worden, welche mit den entwickelten Parametersätzen geklebt worden sind und anschließend in Zugscherversuchen geprüft wurden. Die ermittelten Abminderungsfaktoren erleichtern zukünftig die Auslegung einer Klebverbindung für die im Projekt genannten Beanspruchungsbedingungen.

Neben der Ergebnisdokumentation in Form eines Schlussberichtes erfolgte die Erstellung eines Merkblattentwurfs.

Als Ergebnis dieses Forschungsprojektes stehen ein Prototypenwerkzeug sowie ein abgesicherter Parametersatz (Spülzeit/-menge, Trocknungsdauer, Injektionsdruck, etc.) zur Verfügung, was KMU in die Lage versetzt, neue Produkte und Dienstleistungen im Unterwasserbereich anzubieten.