In der Rotorblatt-Fertigung ist der Anteil der Handarbeit immer noch hoch. Grund dafür sind die geringen Stückzahlen einer Produktionsserie. Zusammen mit 15 Partnern hat das Fraunhofer IWES als Koordinator ein Fertigungszentrum aufgebaut, das am 27. April in Bremerhaven eingeweiht wurde.
Im Rahmen der feierlichen Eröffnung des BladeMaker-Zentrums verfolgten 150 Industrievertreter Fräsarbeiten an der Werkzeugform für ein 40-Meter Blatt. Dreieinhalb Jahre hatten die Wissenschaftler zusammen mit Rotorblatt- und Komponentenherstellern, Anbietern von Produktionssteuerungen sowie Materialherstellern an Konzept und Prozessentwicklung gefeilt, um die Entwicklung von der Kleinserienfertigung zur großindustriellen Produktion von Rotorblättern voranzubringen. Ziel ist, im Herstellungsprozess zunächst Einsparungen um die zehn Prozent zu erzielen – durch effizientere Produktionsprozesse, den Einsatz innovativer Materialien und ausgewählte Automatisierungsansätze.
"Entgegen des allgemeinen Trends zum Einsatz von Knickarm-Robotern im Bereich der Komoposit-Fertigung wurde für BladeMaker ein Linearachsensystem mit zusätzlichen Freiheitsgraden für die Drehbewegung des Prozesskopfs gewählt. Dies ermöglicht die Verbindung von hoher Präzision mit der erforderlichen Bewegungsfreiheit. Das Demonstrationszentrum steht allen interessierten Industrieunternehmen für fertigungsbezogene Tests und Machbarkeitsuntersuchungen sowie Prozessbefähigungen offen", hieß es.
Der L-förmige Aufbau der beiden Portalsysteme bietet nach Angaben des IWES zwei entscheidende Vorteile. Zum einen sei einfaches Be- und Entladen von der Seite möglich, so bleibe das Rotorblatt zugänglich für Werker, die ergänzende Handgriffe ausführten. Zum anderen vereinten die Leichtbauportale die Genauigkeit einer Fräsmaschine mit einer Tragfähigkeit bis zu 400 Kg. "Damit können wir verschiedene Produktionsschritte, die sonst an unterschiedlichen Maschinen erfolgen, durch einfache Auswechslung des Prozesskopfs am gleichen Platz durchführen", sagte Christian Dörsch, Gruppenleiter Fertigung am Fraunhofer IWES.
An jedem der zwei Portale könnten unterschiedliche Prozessköpfe eingespannt werden, die eigenständig oder im Parallelbetrieb zum Einsatz kommen. Sie bewegten sich mit maximal zweieinhalb m/s entlang der Bahnen. Eine Schwerlastplattform zum Transport der Halbzeuge und Materialien fahret im Schlepptau am Boden mit, um das Rüsten der Portale zu vereinfachen. Die CNC-Steuerung eines Projektpartners mache die Verknüpfung von Konstruktion und Fertigung möglich. In die baulichen Gegebenheiten der ehemaligen Werfthalle habe sich sich das Portalsystem problemlos integrieren lassen.
Noch bis Herbst 2017 untersuchen IWES-Wissenschaftler Fertigungs- und Verfahrenstechnik und ermitteln das optimale Blattdesign für die industrialisierte Produktion. Nächstes Etappenziel ist die Anfertigung eines Prototypen-Blatts, das die einzelnen Fertigungsschritte durchlaufen wird. Dabei werden Optimierungsansätze ausgelotet, die Ergebnisse mit dem manuellen Fertigungsansatz verglichen und bewertet. Das Design des Blattes wird öffentlich gemacht. Die Ergebnisse des Projektes Blade-Maker sollen insgesamt die Wettbewerbsfähigkeit qualitätsbewusster Hersteller stärken und die Erzeugung von Windenergie kostengünstiger machen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund 8 Mio. Euro gefördert.