Unterwasser-Bauwerke wie Offshore-Windanlagen, Brückenpfeiler oder Hafeninfrastruktur sind extremen Bedingungen ausgesetzt. Beschädigungen an deren Stahlstrukturen zu reparieren, gilt als aufwendig und teuer. Im vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten Projekt „RoLaKI" (Roboter- und Laserbasierter 3D-Druck mittels KI-Unterstützung zur nachhaltigen Reparatur von Unterwasser-Stahlstrukturen) arbeiten das Laser Zentrum Hannover (LZH), das Institut für Informationsverarbeitung (TNT) der Leibniz Universität Hannover und die OFTEC Handelsgesellschaft für Oberflächentechnik mbH an einer Lösung: Sie entwickeln ein Verfahren, mit dem sich Stahlstrukturen unter Wasser großflächig beschichten oder durch „Andrucken“ neuer Strukturen reparieren lassen.

Im Kern des Projekts steht der laserbasierte 3D-Druck unter Wasser. Die Wissenschaftler untersuchen zunächst, wie verschiedene Prozessparameter den Lagenaufbau und das Bearbeitungsergebnis beeinflussen. Mit diesen Daten trainieren sie dann eine künstliche Intelligenz (KI), die selbstständig lernt und für neue Reparaturaufgaben optimale Parameter vorhersagt. Zusätzlich wollen sie eine KI-gestützte Bahnplanung entwerfen, die berechnet, wie eine Schadstelle am besten zu reparieren ist.

Für den Einsatz außerhalb des Labors entwickelt das Team eine spezielle Laserbearbeitungsoptik. Diese soll die optischen Komponenten mit der Drahtzuführung für den Beschichtungsprozess vereinen. Diese Optik wird mit einem Feinpositioniersystem auf einem Magnet-Crawler befestigt, der das System Unterwasser zur Schadstelle bringt. Mit diesem Feinpositioniersystem wird es möglich, Schweißnähte präzise neben- und übereinander aufzubauen. Am Ende des Projekts wollen die Partner das gesamte Verfahren mit einem Demonstrator durchführen können.