Suchen

Composites Forscher automatisieren Rotorblattfertigung

Autor / Redakteur: Jan Franke, Marvin Richrath, Klaus-Dieter Thoben und Jan-Hendrik Ohlendorf / Peter Königsreuther

Damit Windkraftanlagen mehr leisten, verlängert man deren Rotoren. Dank Composites sind sie stabil und leicht. Die wirtschaftliche Fertigung der Rotorgiganten gelingt jedoch nur, wenn auch der Automatisierungsgrad in der Produktion ständig gesteigert wird.

Firma zum Thema

Schema eines automatisierten und somit produktiveren Direktablageprozesses für Glasfasergelege zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen, wie er am Institut für integrierte Produktentwicklung der Universität Bremen (BIK) entwickelt und erforscht wird, um die Rotorblattherstellung wirtschaftlicher zu machen – Trotz steigender Größe und Ansprüche an das Material.
Schema eines automatisierten und somit produktiveren Direktablageprozesses für Glasfasergelege zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen, wie er am Institut für integrierte Produktentwicklung der Universität Bremen (BIK) entwickelt und erforscht wird, um die Rotorblattherstellung wirtschaftlicher zu machen – Trotz steigender Größe und Ansprüche an das Material.
(Bild: BIK)

Aufgrund der Forderungen der Bundesregierung, bis 2050 80 % des Bruttostromverbrauchs durch erneuerbare Energien abzudecken, gibt es umfangreiche Fördermaßnahmen zur Kostenoptimierung der Windenergieanlagen-Fertigung [1]. Das angestrebte Ziel soll insbesondere durch die Automatisierung der beteiligten Fertigungsschritte erreicht werden. Die Herstellung der Rotorblätter macht bereits ein Viertel der Gesamtkosten einer Windenergieanlage aus. Folglich birgt dieser Fertigungsprozess ein großes Einsparpotenzial [2]. Deshalb strebt die Forschung in Richtung automatisierter Ablagemöglichkeiten für die dabei eingesetzten technischen Textilien, um den bisher durch Handarbeit geprägten Fertigungsschritt zu unterstützen und so die Formbelegungszeiten zu kürzen. Bild 1 zeigt schematisch den automatisierten Direktablageprozess mithilfe eines Roboterportalsystems unter Einsatz geeigneter Handhabungstechnik. Hierbei wird das Material direkt von einem Materialspeicher in die Rotorblattform-Hälfte abgelegt. Mit der realen Umsetzung dieses Produktionsverfahrens gehen allerdings diverse Herausforderungen einher, die eine einfache Automatisierung der einzelnen beteiligten Prozessschritte erschweren.

Der Roboter als Effektor

Der prinzipielle Prozessablauf einer automatisierten Gelegeablage direkt in eine Rotorblatt-Hauptform ist in Bild 2 dargestellt. Zunächst wird das zu verwendende technische Textil, in den meisten Fällen ein Glasfasergelege, als Rollenware bereitgestellt.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 8 Bildern

Anschließend erfolgt eine Konfektionierung des Textils, um den dabei anfallenden Verschnitt im nachfolgenden Handhabungsprozess während der Ablage nicht berücksichtigen zu müssen. Der erstellte Zuschnitt wird daraufhin von einem geeigneten Roboterwerkzeug, welches man in der Automatisierungstechnik oft als Effektor bezeichnet, gehandhabt.

Daraufhin wird der im Effektor gespeicherte textile Zuschnitt in der Form an einer definierten Position abgelegt und zeitgleich oder im Anschluss daran drapiert. Die Drapierung ist als endkonturnahe Konditionierung des Textils zu verstehen.

(ID:44080009)