Schlagtests am RAMSSES-Schiffsrumpf-Demonstrator zeigen Belastbarkeit von Verbundwerkstoffen

Partner im Projekt Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships (RAMSSES) arbeiten daran, ein Verbundschiff zu demonstrieren, das 40 % weniger wiegt als ein Stahläquivalent und eine erhebliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen bietet.

Unter der Leitung von Damen Schelde Naval Shipbuilding (DSNS, Gorinche, Niederlande) und Damen Gorinchem (DSGo), in Zusammenarbeit mit InfraCore Co. (Rotterdam, Niederlande), Evonik (Essen, Deutschland), Airborne UK und TNO (niederländische Organisation für angewandte Wissenschaft) research) wurde im Juli 2020 nach dreijähriger Entwicklungszeit ein sechs Meter hoher Rumpfabschnitt aus Verbundwerkstoff enthüllt. Mit dem Titel „Custom Made Hull for Offshore Vessel“ ist dies einer von 13 Demonstratoren, die im RAMSSES-Projekt gebaut werden.

Einzigartig an diesem Demonstratorprojekt ist, dass der gesamte Zyklus von Produktdesign, neuartiger Harzentwicklung, alternativen Faserarchitekturen, neuartigen Verbindungslösungen, Skalierung der Infusionstechnologie, Validierung großer Verbundstrukturen und risikobasiertem Design unter der Schirmherrschaft von . entwickelt und getestet wird der Marine-Klassifikationsgesellschaft Bureau Veritas (BV). Darüber hinaus leisteten die Partner Pionierarbeit bei der Fähigkeit, dicke Laminate mit einer Höhe von bis zu sechs Metern zu infundieren, die vollständige Schiffsrumpfstrukturen darstellen.

Wie in CW beschrieben 's Feature "Removing barriers to Lightweighting Ships with Composites" vom Dezember 2019 und in den Pressemitteilungen von DSNS fehlen derzeit genehmigte Richtlinien für Composite-Schiffe. Vorschriften für den Schiffbau aus Verbundwerkstoffen gelten nur für Schiffe bis 500 Tonnen – ungefähr 25 Meter Länge. RAMSSES zielt darauf ab, dies durch die Erweiterung der Verbundtechnologie und -kapazität zur Entwicklung, Herstellung und Vermarktung von Verbundschiffen mit einer Länge von bis zu 85 Metern unter vollständiger Einhaltung der Sicherheitsvorschriften für das Leben auf See (SOLAS) und der Klassenvorschriften anzugehen.

Dies geschieht durch die Validierung des Produktionsprozesses großer Verbundstrukturen mit wirtschaftlichen Verbesserungen und Leistungskennzahlen für Feuerbeständigkeit, Schlagzähigkeit und strukturelle Robustheit. Darüber hinaus hat die Durchführung der Montage bei DSNS die Machbarkeit des Baus von Verbundschiffen in Werften gezeigt, die traditionell dem Stahlbau gewidmet sind.

Aufpralltests am RAMSSES-Demonstrator bei DSNS in Vlissingen, Niederlande, beweisen nun die Widerstandsfähigkeit von Verbundwerkstoffen gegenüber rauen Meeresumgebungen. An der RAMSSES-Rumpfschale und ihrem Verbund-Helikopterdeck wurden mehrere Aufpralltests demonstriert, die die Notlandungslasten von Hubschraubern übertreffen.

Dieser Arbeitsabschnitt des RAMSSES-Projekts wird von DSNS und Damen Shipyards Gorinchem geleitet, die das Basisdesign entwickelt haben. Das Engineering wurde von Airborne UK und InfraCore Co. durchgeführt, die das Know-how des Unternehmens im Bereich Verbundwerkstoffe in das Projekt eingebracht haben. Evonik hat das Harz zur Infusion der Komposite entwickelt. Nach der Montage führt TNO umfassende Tests zur Validierung des Designs, des Qualitätsmanagements und der strukturellen Leistung durch. Bureau Veritas bietet Beratung und Beratung, die Ihnen einen intelligenten Weg zur Zulassung bietet.

Das Zulassungsverfahren wurde in enger Zusammenarbeit mit den schwedischen Forschungsinstituten (RISE), der Netherlands Maritime Technology Foundation und Bureau Veritas entwickelt. Ein Hazld-Test (Hazard Identification) wurde bereits von RISE und Bureau Veritas durchgeführt, um alle Brandrisiken zu berücksichtigen.

„Die Arbeit, die wir hier leisten, ist wichtig für die Zukunft der Schifffahrt. Nachhaltigkeit ist derzeit ein wichtiger Schwerpunkt in der Industrie und der Schiffbau bildet da keine Ausnahme“, sagt Marcel Elenbaas, Senior Engineer bei Research &Technology Support DSNS. „Der Einsatz von Verbundwerkstoffen für größere Schiffe hat erhebliche Auswirkungen auf das gesamte Schiffsdesign. Wenn es leichter ist, verbraucht ein Schiff weniger Kraftstoff und verursacht weniger Emissionen. Das Schiff erfordert auch kleinere Motoren, was mehr Platz für zusätzliche Systeme bedeutet, was zu einer vielseitigeren Plattform führt. Und natürlich erfordern Verbundwerkstoffe erheblich weniger Wartung als ein Stahlbehälter. Mit RAMSSES haben wir die Möglichkeit, die Effektivität und Durchführbarkeit des groß angelegten Schiffbaus aus Verbundwerkstoffen zu demonstrieren.“

Das RAMSSES-Projekt wurde im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 723246 aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union gefördert Rumpfstrukturen, die Integration von Verbundmaterialien in verschiedene Strukturen für die globale Reparatur.