Leise weht der Wind

Zeit- und kostensparend: ­
Der Einsatz von Raku-Tool-Close-Contour-Pasten bei der Anfertigung von Rotorblätter-Modellen

Die Herstellung von Rotorblätter-Modellen ist – wortwörtlich – eine große Herausforderung. Denn Rotorblätter sind nicht nur groß dimensioniert, sondern maßgebend sowohl für den Wirkungsgrad als auch den Geräuschpegel von Windkraftanlagen. Der Einsatz der Raku-Tool-Close-Contour-Paste CP-6100 für die Produktion von Rotorblätter-Modellen verbessert sowohl die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses als auch die Qualität des Endprodukts.

Freilich ist eine Windkraftanlage ohne Rotorblätter unnütz. Eine Windkraftanlage mit Rotorblättern unter Umständen auch, nämlich wenn diese nicht perfekt konstruiert sind. Nur indem die Windenergie bestmöglich erfasst wird, kann eine den Windverhältnissen entsprechende maximale Bewegungsenergie an die Nabe weitergeleitet werden.

Die Rotorblätter bestehen meist aus glasfaserverstärkten Kunststoffen und werden in Halbschalen-Sandwichbauweise hergestellt. Im Rahmen eines jüngst durchgeführten Projekts hat das Unternehmen Rampf Tooling Solutions, Hersteller von Flüssig-, Pasten-, Close-Contour- und Blockmaterialien für den Formen- und Modellbau mit Sitz im schwäbischen Grafenberg, bei der Produktion von Rotorblätter-Modellen eine sogenannte Close-Contour-(konturnahe)-Paste eingesetzt – und in kurzer Zeit fünf dimensionsstabile, temperaturbeständige Modelle mit hoher Oberflächenqualität erstellt.

Unterbauten innerhalb nur einer Woche komplett bepastet
Der Unterbau für die Modelle der Rotorblätter bestand aus einer Metallkonstruktion mit Querverstrebungen, die gemäß den Angaben von Rampf Tooling Solutions erstellt wurde. Der Unterbau hatte eine Gesamtlänge von 46 Metern. Aufgrund der begrenzten Kapazitäten der CNC-Fräsmaschine wurde jeweils ein Modell in zwei Teilmodellen à 23 Meter hergestellt. Beim Auftrag von Raku-Tool CP-6100 auf die Unterbauten musste insbesondere horizontal und vertikal auf ausreichende Fugenabstände geachtet werden. Nach 24 Stunden wurden die Fugen erneut mit der Paste gefüllt und die bepasteten Modellteile bei Raumtemperatur angehärtet. Im Anschluss erfolgte die stufenweise Nachtemperung im Ofen bis 70 °C. Die Unterbauten konnten innerhalb von nur einer Woche bepastet werden.

Die Modellteile wurden CNC-gefräst und mittels Laminieren der speziellen Flansche zusammengeklebt, wobei die Fugen ebenfalls mit CP-6100 geschlossen wurden. Mit Hilfe von Heizelementen wurden die Fugen bei 70 °C nachgehärtet und anschließend abgekühlt. Das ganze Modell wurde poliert und mit einem Hochglanz-Decklack aus Vinylester gestrichen.

Finish-Aufwand wird durch feine, homogene Oberfläche deutlich reduziert
„Die Anwendung von Close-Contour-Paste hat mehrere Vorteile“, erklärte Heinz Horbanski, Geschäftsführer von Rampf Tooling Solutions. „Das Modell kann einfacher und somit schneller gefräst werden, da die Paste nahe der Endkontur aufgetragen wird. Auch der Finish-Aufwand wird durch die feine, homogene Oberfläche ohne Klebefugen deutlich reduziert.“

Andrea Marchesini, Technischer Mitarbeiter bei Rampf Tooling Solutions, ergänzte: „Beim Auftragen der Paste erfolgt kein Ablaufen an senkrechten Flächen. Zudem ist die Struktur der Paste vakuumdicht und aufgrund der geringen Wärmeausdehnung sehr dimensionsstabil. Erwähnenswert ist auch, dass Raku-Tool-Close-Contour-Pasten auch für Unterbauten aus sehr leichten, kostengünstigen Materialien wie EPS und Blockmaterialien mit niedriger Dichte geeignet sind.“

Die Werkzeuge für die Rotorblätter wurden mit dem Resin-Infusion-Verfahren erstellt. Dazu wurde ein hoch temperaturbeständiges Epoxid-Infusionsharz-System zusammen mit Kohlefasergewebe verwendet. Der Austrag erfolgte mit einer Misch- und Dosieranlage und dauerte für eine Fläche von fünf Quadratmetern rund eine Stunde.

 

Foto_1_RAMPF__RAKU-TOOL_CP-61001. Raku-Tool-Close-Contour-Pasten werden auf konturnahen Unterbauten appliziert, ausgehärtet und dann gemäß CAD-Daten gefräst. Dabei fällt deutlich weniger Produktionsabfall an, da die unbearbeitete Form der Endkontur bereits bis auf wenige Millimeter nahekommt. (Foto Rampf)

 

Foto_2_RAMPF_Windkraft2. Ein günstiger Wind – zumindest dann, wenn das Design der Rotorblätter stimmt. Denn sie sind maßgebend für den Wirkungsgrad von Windkraftanlagen. (Foto Rampf)