Fertigung von Rotorblättern (Forschung)


Industrialisierung der Rotorblattproduktion

Rotorblätter von Windenergieanlagen werden derzeit hauptsächlich in Handarbeit gefertigt, was Wettbewerbsnachteile für Hochlohnländer und Qualitätsschwankungen zur Folge hat. Bei der wachsenden Größe der Rotorblätter und steigenden Anforderungen an die Qualität ist zukünftig eine industrialisierte Fertigung erforderlich. Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, industrielle Produktionsprozesse zu entwickeln, zu erproben und zu demonstrieren, um eine höhere und reproduzierbare Fertigungsqualität bei geringeren Kosten zu erreichen. Die Prozesse basieren auf neuen Werkstoffen, Automatisierung und einer kontinuierlichen Prozessüberwachung. Darüber hinaus wird das BladeMaker-Rotorblatt entwickelt, das für eine industrialisierte und automatisierte Fertigung optimiert sein wird. Im Rahmen des BladeMaker-Projekts behandeln die 16 Projektpartner aus Industrie und Forschung Themen wie fortschrittliche Formenkonzepte mit Carbon-Faser-Heizsystemen, automatisierte Faserablage, innovative Kernschaum-Produktion, automatisierte Klebprozesse und mechanische Nachbearbeitung. Die eingesetzten Materialien werden so angepasst, dass die höchstmögliche Prozesssicherheit erreicht wird und Prozesszeiten reduziert werden.

Neue Werkstoffe und Prozesse

Für das BladeMaker-Referenzrotorblatt mit einer Länge von 40 Meter und einen Blattwurzeldurchmesser von 1,8 Meter, wurde ein detailliertes Kostenmodell erstellt, das einen Materialkostenanteil von rund 60 Prozent ausweist. Der hohe Anteil an Materialkosten resultiert auch aus der Verwendung von Halbzeugen, die eine längere Wertschöpfungskette durchlaufen haben und entsprechend teuer sind. Die Automatisierung ermöglicht unter Umständen die Verwendung von einfacheren Halbzeugen oder neuen Materialien, die geringere Preise bzw. bessere Eigenschaften als die derzeit verwendeten Materialien haben. Ein Pick-and-Place-Prozess für die Ablage von zugeschnittenen Fasergelegen und ein robotergestützter Prozess für das automatisierte Schleifen und Polieren der Blattoberfläche mit Hilfe eines Bandschleifers sind Beispiele, die im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelt werden. Beim Verkleben der Rotorblattkomponenten kann durch einen automatisierten Klebstoffauftrag die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht werden und ein schneller aushärtender Kleber verwendet werden. Darüber hinaus lassen sich durch die genauere Dosierbarkeit Materialmengen reduzieren.

BladeMaker-Demozentrum

Im Rahmen des fünfjährigen Projektes sollen die entwickelten automatisierten Fertigungsprozesse sowie das optimierte Blattdesign in einem Demonstrationszentrum präsentiert werden, um Rotorblattherstellern und Herstellern von Automatisierungstechnik die Forschungsergebnisse für weitere Entwicklungen darzulegen. Das Demozentrum mit einem flexiblen Portalsystem, modernen Formwerkzeugen, Handhabungsgeräten und Misch- und Dosieranlagen soll sich langfristig als nationale und internationale Anlaufstelle für Forschung und Entwicklung in der Rotorblattproduktion etablieren.

Forschungsprojekt BladeMaker

Pin ForschungProjektpartner: 2 Komponenten Maschinenbau GmbH; BASF Polyurethanes GmbH; EMG Automation GmbH; fibretech composites GmbH; Faserinstitut Bremen e.V.; Fraunhofer IFAM; Fraunhofer IWES (Projektkoordinator); Henkel AG & Co. KGaA; J. Schmalz GmbH; EEW-PROTEC GmbH; Momentive Specialty Chemicals GmbH; P-D Glasseiden GmbH Oschatz; Siemens AG; Siemens Industry Software GmbH & Co. KG; SINOI GmbH; Universität Bremen - Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK)
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) / 6. Energieforschungsprogramm