Neue Wege in der Windenergie: Fraunhofer IFAM setzt auf PeelPLAS®-Trennfolie
Die Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM haben im Rahmen des Projekts „OptiBlade“ zusammen mit Partnern die Rotorblattfertigung für Windenergieanlagen optimiert. Die Entwicklung von Trennfolientechnologien, insbesondere der PeelPLAS®-Trennfolie, ermöglicht nicht nur eine erhebliche Kostenreduktion, sondern auch eine verbesserte Qualitätssicherung und Arbeitsbedingungen.
PeelPLAS®-Trennfolie. Foto Fraunhofer IFAM
Forschende vom Fraunhofer-Institut IFAM haben zusammen mit Olin Blue Cube Germany und Infiana Germany die Produktion von Windrad-Blättern im OptiBlade-Projekt verbessert. Dies wurde durch die Entwicklung von Prozess- und Materialsystemen ohne Trennmittel im Teilprojekt „Trennfolientechnologie zur optimierten Rotorblattfertigung“ erreicht. Diese Optimierung ermöglicht es, die Fertigungskosten erheblich zu senken und somit die Voraussetzungen für eine kostengünstige Produktion von Windenergieanlagen zu schaffen.
Gleichzeitig wurden Maßnahmen ergriffen, um den Gesundheitsschutz und die Ergonomie während der Produktion zu steigern.
Dehnbare PeelPLAS®-Trennfolie entwickelt
Im Rahmen des Projekts hat das Fraunhofer IFAM nicht nur eine speziell konzipierte neue Niederdruck-Plasma-Bahnwarenanlage in Betrieb genommen, sondern auch Plasmaprozesse entwickelt, die es ermöglichen, eine extrem dünne plasmapolymerbasierte Trennschicht auf Folienhalbschläuche mit einer Breite von bis zu 2,4 m aufzubringen. Die resultierende flexible und dehnbare PeelPLAS®-Trennfolie, eine Weiterentwicklung der FlexPLAS®-Trennfolie des Fraunhofer IFAM, erreicht eine Breite von bis zu 4,8 m, wenn sie entfaltet wird. Diese Trennfolie kann auch problemlos verschweißt werden, um noch breitere Formen für die Produktion von Rotorblättern aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) zu ermöglichen.
Wie funktioniert PeelPLAS®-Trennfolie?
Die plasmabeschichtete flexible PeelPLAS®-Trennfolie, entwickelt von Fachleuten für Plasmatechnik, Oberflächen, Automatisierung und Produktionstechnik am Fraunhofer IFAM, basiert auf einer thermoplastischen Elastomerfolie. Diese Trennfolie wird erfolgreich für die Fertigung von kontaminationsfreien Großbauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Sie wird an spezielle Anforderungen verschiedener Branchen und Kunden angepasst und kontinuierlich weiterentwickelt. Die Trennfolie ersetzt herkömmliche Trennmittel und bietet den Vorteil einer übertragsfreien und sicheren Entformung der Bauteile. Dadurch gewährleistet sie eine konstant hohe Qualität der hergestellten Bauteile.
Ursprünglich wurde die PeelPLAS®-Trennfolie für die Herstellung von Großstrukturen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) entwickelt, die beispielsweise im Bau von Flugzeugen oder Windenergieanlagen Verwendung finden. Die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IFAM haben sie jedoch mittlerweile für viele weitere Fertigungsverfahren weiterentwickelt. Dazu zählen neben dem (Vakuum-)Infusionsverfahren und der Prepreg-Technologie auch das Resin Transfer Moulding (RTM) sowie Pressverfahren. Die Trennfolie wird durch Evakuieren wie eine zweite Haut auf die Form gestreckt und kann daher problemlos in komplexen Geometrien eingesetzt werden. Dies ist in der Regel bereits bei Raumtemperatur möglich.
Rotorblatt-Demonstrator hergestellt
Zusätzlich wurde durch ein speziell entwickeltes Verfahren erreicht, dass eine auf 4,2 m entfaltete PeelPLAS®-Trennfolienhalbschlauch mithilfe von Vakuum-Streckziehen wie eine zweite Haut auf eine 18 m lange Segmentform des Fraunhofer IWES aufgebracht wurde. Dies diente der Herstellung eines 40 m langen Rotorblatts aus faserverstärktem Kunststoff (FVK). In der Form wurde gemeinsam mit dem Verbundpartner Olin Blue Cube Germany ein Rotorblatt-Demonstrator hergestellt. Dank der Haftung der Plasmabeschichtung auf der Folie konnte der Demonstrator ohne den Einsatz herkömmlicher Trennmittel problemlos entformt und sofort weiterverarbeitet werden. Nach dem Abziehen der Folie vom FVK-Großbauteil konnte seine Epoxid-Harzmatrix ohne zusätzliche Vorbehandlung mit einem Reparaturlack für Rotorblätter lackiert werden. Selbst nach 1000 Stunden im Kondenswassertest zeigte der Lack immer noch eine ausgezeichnete Haftung.
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