Der Triebwerks-und Schiffsmotorenhersteller Rolls-Royce setzt bei seinem neu entwickelten Carbon Azipull65C Propulsionssystem, das unter anderem in der Mega-Yacht BenettiF125 zum Einsatz kommt, auf Carbongelege und Engineering Knowhow von SAERTEX. Die bisherigen Bauteile wurden aus Stahl gefertigt und sind wesentlich schwerer als das neu entwickelte Composite Bauteil. Die Innen-und Außengehäuse der Getriebe wurden am Standort in Stade in ein komplett neues Leichtbau Design aus Carbon umgewandelt.
Das neue Carbon Azipull 65C ist ein mechanisch steuerbares Antriebsstrahlruder mit Zugpropeller, um Freizeitboote und Handelsschiffe mit Geschwindigkeiten von bis zu 30 Knoten anzutreiben. Ähnliche Bauteile wurden größtenteils aus Stahl gefertigt.
Um die Entwicklungsziele zu erreichen, suchte Rolls-Royce einen Partner an seiner Seite, der ein neues Bauteil in Composite Bauweise entwickeln und herstellen kann. Dabei sollten technische Vorteile wie Gewichtsreduktion, Designfreiheit (bezogen auf Strömungsoptimierung), Korrosionsbeständigkeit und bessere Dämpfungseigenschaften an erster Stelle stehen.
Die Herstellung von Composite-Bauteilen für Getriebe von Rolls-Royce ist ein hervorragendes Beispiel für eine maßgefertigte Verbundwerkstofflösung – von der Entwicklung über das Prototyping bis hin zur Vorserie von anspruchsvollen High-End-Produkten mit SAERTEX als Projektpartner.
TECHNISCHE VORTEILE
HERAUSFORDERND: DER LAMINATPLAN
Der Laminatplan, sowie die Gelege Anforderungen wurden in enger Zusammenarbeit aller SAERTEX Standorte entwickelt. Basierend auf der langjährigen Erfahrung mit Verbundwerkstoffteilen wurde dabei nicht nur die Dichte des Bauteils berücksichtigt, sondern auch die praktische Anwendung. Aufgrund der geometrisch herausfordernden Form, insbesondere der Innengehäuse, wurde dem Drapiervorgangder Gelege besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
KONSTRUKTION MIT OPTIMALEN MATERIALIEN: DIE FORMEN
Die Formen wurden mit Hilfe einer besonderen Polyurethanformel hergestellt und CNC-gesteuert aus einem Block gefräst. Dies ermöglicht eine kostengünstige und leicht anpassbare Lösung. Das Layout, sowie alle Vakuuminfusionsanforderungen wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller der Form, mit dem SAERTEX eine langjährige Geschäftsbeziehung verbindet, ausgearbeitet. Während der Entwicklungsphase ist es SAERTEX gelungen das Bauteil nun auch 5-achsig zu fräsen.
UNENDLICHE MÖGLICHKEITEN: SAERTEX-GELEGE
Für die Außenbordeinheit wurde eine Kombination aus unidirektionalen Carbon-PES-Fasern und bidiagonalen Carbonfasern von SAERTEX verwendet. Die Binnenbordeinheit wurde aus bidiagonalen SAERTEX-Glasfasern hergestellt. Alle Gelege für dieses Projekt wurden am Hauptsitz in Saerbeck spezialangefertigt.
DIE BESTMÖGLICHE METHODE: VAKUUMINFUSION
Das Infusionskonzept für jedes Einzelteil wurde unter Anwendung der Erfahrungen und vorherigen Tests mit den jeweiligen Gelegen entwickelt. Besonders im Vergleich zu einem Open Mold Verfahren, werden bei der Verwendung von Epoxidharz und beim Einsatz einer Vakuuminfusion keine Aushärtungsgase abgegeben. Der Hauptgrund für den Einsatz einer Vakuuminfusion ist der sehr gut kontrollierbarer Prozess, mit einem spezifischen Harz-Faser-Verhältnis. Hierdurch ist bei optimiertem Materialverbrauch eine hohe Festigkeit gegeben. Besondere Herausforderungen ergaben sich durch die Verbundstrukturen und unterschiedlichen Stärken einiger Teile. Eine detaillierte Dokumentation der einzelnen Schritte des Prozessablaufs ermöglichte eine steile Lernkurve, wodurch SAERTEX auf alle zukünftigen Serienprozessabläufe sehr gut vorbereitet ist.
AUSGEZEICHNETE GRUNDLAGE FÜR DIE SERIENPRODUKTION: DIE PROTOTYPEN UND VORSERIE
Insgesamt wurden zwei Prototypenreihen, sowie weitere Vorserien produziert die aus je 42 Einzelteilen bestehen. Die Bearbeitung und Bauteilvorbereitung fanden bei SAERTEX Stade statt. Durch den engen Austausch mit dem norwegischen Kunden kann SAERTEX alle erforderlichen Änderungen für ein perfektes Serienteil verwirklichen.
„Es ist immer noch bemerkenswert, Komponenten dieser Größe in dieser Qualität zu sehen. Ich finde es prima, was Sie mit dem Außengehäuse gemacht haben –wie Sie nur zwei Gelegestücke verwendet haben, die sie entlang der Kante, wo sich die Form komplett verändert, verbunden haben, damit der Übergang nicht sichtbar ist.“
Dariusz Dorochowicz, Maschinenbauingenieur bei Rolls-Royce Marine
