04.12.2015

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Covestro: Neue Generation von Rotorblättern - Erfolgreicher Test mit 45 Meter langem Holmgurt aus Polyurethan

Covestro, "Saertex" und Hübers haben eine neue Technologie für die Fertigung von Rotorblättern für Windkraftanlagen entwickelt und jetzt den Prototyp eines 45 Meter langen Holmgurts produziert. Der Gurt ist Hauptbestandteil der Blattstruktur des Rotorblatts und nimmt die gesamte Windlast auf.

Gemeinsam mit "Saertex", Hersteller von Glas-Gelegen, und Hübers als Partner für die Verfahrenstechnik, hat Covestro eine neue Technologie für die Fertigung von Rotorblättern entwickelt, bei der Polyurethanharze und Glasfasergelege auf neuartige Weise miteinander kombiniert werden. Am Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stade haben die Partner jetzt den Prototyp eines 45 Meter langen Holmgurts produziert.

Vorteil Polyurethan
Kim Klausen, Leiter des globalen Windkraft-Kompetenzzentrums von Covestro im dänischen Otterup: "Stabilität und Haltbarkeit sind die entscheidenden Eigenschaften bei Rotorblättern. Unser Polyurethanharz bietet hier deutliche Vorteile gegenüber Epoxies: Wir erreichen eine höhere Glasübergangstemperatur und einen geringen Schrumpf. Außerdem wird bei der Reaktion des Harzes weniger Wärme freigesetzt."

Marc Schrief, Geschäftsführer bei "Saertex": "Unsere Gelege sorgen für die Festigkeit des Verbunds. Sie werden vom Polyurethanharz gut benetzt und bilden zusammen ein hoch belastbares Bauteil. Außerdem leisten sie ihren Beitrag, um das Gewicht der Rotorblätter zu senken." Das 45 Meter lange Rotorblatt würde insgesamt acht Tonnen wiegen. Rund ein Drittel davon entfällt auf den Gurt aus Polyurethan und Glasfasern.

Vakuuminfusion - Verfahren der Wahl
Die Herstellung der Halbschalen für die Rotorblätter erfolgt mit Hilfe des Vakuum-Infusionsverfahrens. Dabei werden die Kernmaterialien und Glasfasergelege in ein Werkzeug gelegt und mit einer Folie hermetisch abgedichtet. Nachdem ein Vakuum angelegt ist, beginnt der Infusionsvorgang mit dem Einbringen des flüssigen Polyurethanharzes. Hierfür hat die Hübers Verfahrenstechnik Maschinenbau GmbH eine Fertigungstechnologie entwickelt, die eine kontrollierte Füllung der Werkzeuge erlaubt.

"Unsere Anlage fördert das Material aktiv mit Pumpen. Dabei gewährleistet die Sensor-Kontrolle des Pumpendrucks das exakte Einhalten des geplanten Druckverlaufs und damit der Material-Kinetik beim Formfüllen", so Clemens Dieckmann, Projekt-Ingenieur bei Hübers.

Kostensenkungen durch effiziente Fertigung
Der Prozessablauf für die Herstellung des Rotorblatts wurde während der vergangenen Jahre immer weiter optimiert. So benötigt der Infusionsprozess aufgrund des angelegten Vakuums nur eine relativ kurze Zeit. Bei anschließender Erwärmung des Werkzeugs setzt die Aushärtung ein, die deutlich schneller erfolgt als bei Verwendung von Epoxidharzen. Eine Nachhärtung ist nicht erforderlich.

"Das ist ein erheblicher Kostenvorteil für Hersteller", resümiert Kim Klausen. "Durch weitere Optimierung des Blattdesigns und den gezielten Einsatz von Composites, Lacken und Klebstoffen ließe sich außerdem Potenzial für weitere Gewichtssenkungen heben."

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