Neue Laserhalle eröffnet – schweißen für die Forschung

Eine Investition in Höhe von rund einer Million Euro wurde seitens GKSS dafür eingesetzt. Offiziell eröffnen am 19. April 2010 Vertreter von GKSS und Airbus den Laser. Mit der neuen Anlage soll unter anderem das Laserstrahlschweißen neuer Leichtbau-Legierungen erforscht werden. Die Werkstoffforscher aus Geesthacht konnten die Anlage vom Airbus Betriebsgelände in Nordenham übernehmen.

In gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekten sollen mit der neuen Anlage Schweißtechnologien für innovative Leichtbaulegierungen optimiert werden. Als Pilotschweißanlage lässt sich in der jetzt erbauten Halle bis auf eine Länge von circa neun Metern schweißen. “Für unsere Forschung im Bereich der Festigkeit und Zuverlässigkeit von Laser geschweißten Leichtbaustrukturen bietet die Anlage ideale Vorraussetzungen”, sagt dazu der GKSS-Institutsleiter des Bereichs “Werkstoffmechanik”, Prof. Dr. Norbert Huber. Während in Nordenham das Laserstrahlschweißen von Längsversteifungsprofilen, so genannten Stringern, auf die Außenhautfelder der Aluminium-Rumpfstruktur von Flugzeugen untersucht wurde, wird in Geesthacht vor allem das Schweißen von Modellproben und Testkomponenten für Flugzeug-Rumpfschalen erforscht.

Wissen schafft Nutzen
Zu den Herausforderungen im modernen Flugzeug- und Fahrzeugbau zählt es, die Kosten und das Gewicht zu sparen. Um zum Beispiel den Rumpf eines Flugzeugs zu fertigen, wird als Ersatz für die herkömmliche Niettechnologie immer häufiger Laserstrahlschweißen eingesetzt. Dadurch wird insbesondere Gewicht und somit der Ausstoß von Kohlendioxid eingespart und die Produktionszeit verkürzt. Im Flugzeugbau müssen zudem strenge Sicherheitsregeln eingehalten werden. Computersimulationen und aufwändige Prüfungen auch der Schweißnähte sind Vorraussetzung. Die Werkstoffforscher in Geesthacht nutzen dafür unter anderem die bereits etablierten GKSS-Charakterisierungsmethoden mit Neutronen- und Synchrotronstrahlen.
GKSS-ACE Center
In Zukunft wird sich das GKSS-Forschungszentrum noch stärker auf die Entwicklung neuer Leichtbauwerkstoffe oder Materialsysteme ausrichten. Dafür ist der Aufbau eines zukunftweisenden GKSS “Lightweight Materials Assessment, Computing and Engineering Centre” (ACE) geplant. Die neue Laseranlage wird Teil dieser Ausbaumaßnahmen sein. Die besondere Stärke der Forschungsplattform ACE wird in der Kombination aus Verarbeitungs-, Charakterisierungs-, und Simulationsmethoden liegen. Hierzu gehören sowohl die Fügetechnologien als auch die Herstellung von zum Beispiel Multi-Materialsystemen und komplexer Leichtbau-Strukturen. Als weiterer Forschungsbereich sollen zum Beispiel Modelle entwickelt werden, die der Vorhersage des Versagensverhaltens unter betriebsnaher Belastung dienen.