Verbundprojekt Präzisions-LDS - Automatisierte und KI-überwachte Herstellung thermisch gespritzter Offshore Beschichtungen; Teilvorhaben Entwicklung einer automatischen, Sensor überwachten und KI-gesteuerten Oberflächenstrahlanlage

Abstract

Im Verbundprojekt „Präzisions‑LDS – Automatisierte und KI‑überwachte Herstellung thermisch gespritzter Offshore‑Beschichtungen“ wurde eine automatisierte, sensorüberwachte und perspektivisch KI‑gestützte Oberflächenvorbereitung für Offshore‑Gründungsstrukturen entwickelt und untersucht. Ziel des hier beschriebenen Teilvorhabens war die Entwicklung und Erprobung einer automatischen, staubarmen Strahlanlage zur reproduzierbaren Erzeugung normgerechter Oberflächenzustände als Voraussetzung für hochwertige thermische Spritzbeschichtungen. Hierzu wurden umfangreiche Labor‑ und Demonstrationsversuche zur Automatisierung des Strahlprozesses durchgeführt. Zentrale Arbeitsschwerpunkte bildeten die Auswahl und Integration geeigneter Robotersysteme, die Entwicklung robotergeführter Strahlwerkzeuge, die Definition geeigneter Strahlmittel und Prozessparameter sowie die Erarbeitung von Prüf‑ und Dokumentationskonzepten. Die erzielten Strahlergebnisse wurden hinsichtlich Reinheitsgrad und Oberflächenrauheit gemäß den relevanten Normen (u. a. DIN EN ISO 8501‑1 und DIN EN ISO 8503) bewertet. In den Versuchen konnten reproduzierbar hohe Reinheitsgrade bis Sa 3 sowie Rautiefen im Bereich von ca. 65–90 µm erreicht werden. Parallel dazu wurden Prüfkörper für die Entwicklung und Erprobung einer sensorbasierten Überwachung der Oberflächenbeschaffenheit hergestellt. Umfangreiche Testreihen zeigten, dass eine optische, datengetriebene Analyse der gestrahlten Oberfläche grundsätzlich geeignet ist, Abweichungen und Fehlstellen im Strahlbild zu detektieren und perspektivisch eine automatisierte Nachbearbeitung zu ermöglichen. Laserbasierte Messverfahren lieferten zwar sehr detaillierte Daten, erwiesen sich jedoch als nur eingeschränkt praxistauglich für eine kontinuierliche Inline‑Überwachung. Als Ergebnis des Projekts liegt ein funktionsfähiger Demonstrator sowie ein weiterentwickelter Prototyp einer automatischen Außen‑Schleuderrad‑Strahlanlage vor, der das Potenzial für eine industrielle Anwendung an Offshore‑Monopiles aufzeigt. Die erzielten Ergebnisse belegen, dass durch Automatisierung und sensorische Prozessüberwachung sowohl die Prozesssicherheit als auch die Wirtschaftlichkeit der Oberflächenvorbereitung signifikant gesteigert werden können und schaffen eine belastbare Grundlage für weiterführende Entwicklungen hin zu einer KI‑gestützten, selbstoptimierenden Strahlanlage.