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Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Prozesskette für industrialisierte Rotorblattfertigung gestartet

Nach der Inbetriebnahme des Fertigungsportals wurde inzwischen der nächste Meilenstein im Verbundprojekt „BladeMaker“ erreicht: Die Integration der Prozessschritte als Grundlage für einen prototypischen Gesamtablauf hat begonnen. Anfänglicher Schritt ist die Produktion eines ersten Stegs mit Direktinfusion, darauf folgen die Stegfertigung mit Polyurethan-Schaumkernelementen, die Fertigstellung der ersten Hälfte des Formwerkzeugs sowie die Erprobung eines neuen Greif- prinzips für das Handling von Zuschnitten.


ZB 653 Fraunhofer IWES 1 BU

Bild 1.
Qualitätskontrolle während der Formherstellung im Projekt „BladeMaker“.

Bis zum Projektschluss am Jahresende werden alle optimierten Prozesse zusammengeführt und an den Fertigungsablauf angepasst. Mindestens 10 % Einsparungen bei der Rotorblattfertigung sowie spürbare Qualitätssteigerungen, Bild 1, haben sich die 16 Projektpartner zum Ziel gesetzt.

Automatisierte Formfertigung

Der Fertigungsablauf soll einen Automatisierungsgrad von circa 60 % erreichen. Dafür nutzt der im Projekt erarbeitete Industrialisierungsansatz neue Materialien, optimierte Prozesse und zeigt an einem eigenen Blattdesign des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (Iwes) die Vorteile dieser Art der Fertigung.
Das Blattdesign fand auf Basis eines vereinfachten, von Iwes-Mitarbeitern entwickelten Turbinenmodells mit einer Nennleistung von 1,5 MW statt. Ein Beispiel aus dem Bereich Prozesstechnik ist die Fertigung der Form ohne Urmodell, die eine deutliche Zeitersparnis von mehreren Wochen möglich macht. Vor Fertigung des Formwerkzeugs für ein Rotorblatt wird üblicherweise ein Urmodell erstellt. Nach dieser Vorgabe wird dann im nächsten Schritt das Formwerkzeug gemäß Blattgeometrie durch manuelle Prozesse abgeformt.
Durch den Einsatz einer CNC-Steuerung kann in Verbindung mit den entsprechenden CAD-CAM-Tools eines Projektpartners die Übergabe der Designdaten an die Fertigungsplanung direkt geschehen. Dies soll bei allen maschinengebundenen Prozessen stattfinden. Aktuell wurde damit im BladeMaker-Projekt das Formwerkzeug für das 18 m lange Wurzelsegment eines insgesamt 40 m langen Rotorblatts ohne Urmodell gefertigt. Dieser „Direct Tooling“-Ansatz macht eine Zeiteinsparung von circa zwei Wochen möglich. Komplettiert wird die Form mit einem elektrischen Heizsystem auf Kohlenstofffaserbasis.

Stegkern aus PUR reduziert Kosten

ZB 653 Fraunhofer IWES 3 BU

Bild 2.
Eine der Innovationen im Projekt ist die Fertigung des Steg-Kerns aus Polyurethan.

Der Steg wird häufig als Sandwichkonstruktion hergestellt, um hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht zu erzielen. Diese Komponente ist eines der zentralen Bauteile zur Erhöhung der Beulsteifigkeit. Ziel im Projekt BladeMaker ist es, den Kern des Stegs aus Polyurethan (PUR) aufzubauen, Bild 2. Anstelle von Kits – zum Beispiel aus PVC (Polyvinylchlorid) – werden großflächige Elemente vorgefertigt und eingelegt. Der Vorteil ist die Kostenersparnis. Die in Bremerhaven gefertigten Stege, in konventioneller und angepasster Bauweise, werden in den nächsten Wochen fertiggestellt und anschließend mithilfe einer speziellen Vorrichtung (Stegsetzer) zur optimierten Positionierung in der Halbschale platziert.

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Autoren

 Britta Rollert

leitet Marketing und Kommunikation beim Fraunhofer Iwes in Hannover.

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