Fraunhofer-Institut für WindenergiesystemeForschungsprojekt „BladeFactory“: schnellere Rotorblattproduktion mit hochwertigerem Ergebnis
Zusammen mit 14 Projektpartnern hat das Fraunhofer IWES als Koordinator Anfang Oktober 2018 das Projekt BladeFactory gestartet. Das vom BMWi mit 7 Millionen Euro geförderte Forschungsvorhaben ist auf eine Dauer von 3,5 Jahren ausgelegt. In dieser Zeit entwickeln und testen die IWES-Forscher Fertigungsverfahren, um die Produktionszeit von Rotorblättern zu verkürzen. Zu diesem Zweck arbeitet das Team an einer Parallelisierung der Fertigungsschritte. Zudem wird erstmals ein 3D-Lasermesssystem erprobt, das sich für die Qualitätssicherung in der Blattfertigung eignet. Die Entwicklungsarbeiten finden im IWES-eigenen Demonstrationszentrum für industrialisierte Rotorblattfertigung in Bremerhaven statt. Dies wurde im Rahmen des Vorgängerprojekts BladeMaker aufgebaut.
Die Produktion eines Rotorblatt-Rohlings dauert nach aktuellem Stand der Technik etwa 24 Stunden. Der Prozess ist langwierig, weil fast alle Fertigungsschritte nach und nach im Hauptformwerkzeug erfolgen. „Um die Produktionszeit zu verkürzen, wollen wir verschiedene Prozesse parallel ablaufen lassen und aus dem Hauptformwerkzeug in andere Vorrichtungen verlagern“, erklärt Projektleiter Roman Braun. Dazu gehören Verfahren wie das Preforming (Ablegen und Drapieren der Fasergelege und Kernwerkstoffe) oder das Prefabbing (Vorfertigen von Rotorblattkomponenten).
Ein weiteres Ziel ist die Qualitätssteigerung: Um eine höhere, reproduzierbare Komponentenqualität zu erreichen, setzen die IWES-Forscher auf fertigungsbegleitende Messtechnik und mechanische Prüfungen. Außerdem ist der Einsatz eines Lasermesssystems geplant, das die 3D-Geometrie der fertigen Bauteile präzise erfasst. „Die Einführung robuster und parallel ablaufender Fertigungsprozesse birgt erhebliche Potenziale zur Kostensenkung. Der Produktionsablauf wird effizienter und qualitätsbedingte Nacharbeit und Materialzuschläge lassen sich reduzieren“, erläutert Braun.
Im Vorgängerprojekt BladeMaker wurde bereits ein direktes Fertigungsverfahren für Formwerkzeuge entwickelt, das die aktuelle Fertigungszeit der Formen von sechs auf drei Monate verkürzt. Im Projekt BladeFactory wollen die Forscher dieses Verfahren nun für die Fertigung von Formwerkzeugen mit Kühlungsfunktion anwenden. So können der Aushärteprozess optimal gesteuert und verkürzt sowie die Bauteilqualität erhöht werden. Eine schnellere Herstellung von Formwerkzeugen beschleunigt die Markteinführung für Rotorblätter erheblich: ein entscheidender Wettbewerbsvorteil für Hersteller.
Das Demonstrationszentrum dient als Anlaufstelle für Projektpartner und Kunden aus der Industrie. Materialhersteller, Maschinenzulieferer und Blatthersteller nutzen Infrastruktur und Know-how am Fraunhofer IWES, um Materialien und Werkzeuge für die Blattfertigung zu testen, potentiellen Kunden zu demonstrieren und nach akkreditierten Verfahren prüfen zu lassen.
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