Die Größe der Windkraftanlagen nimmt stetig zu und die technischen Anforderungen an die Bauteile wachsen mit. Um diesen auch in Zukunft gerecht werden zu können, müssen Bauteilqualität und Produktionsverfahren weiter optimiert werden. Hierzu ist es nötig das Zusammenspiel zwischen Verstärkungsmaterialien aus Glas- und Carbonfasern, Composite Kernmaterialien, Matrix-System und Produktionstechnik weiter zu optimieren. Die SAERTEX®-Glasfasergelege wurden bei diesem Anwendungsversuch nicht, wie sonst üblich, mit Epoxid-Harzen, sondern mit einem von Covestro neu entwickelten PU-Harz imprägniert.
Im Vergleich zu Epoxid-Harzen sind die neuartigen PU-Harze deutlich leichter. Der Gurt für einen 45 Meter langen Flügel wurde in einer Form im Labor des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrttechnik (DLR) in Stade produziert. Das sogenannte „Spar Cap“ wurde in monolithischer Bauweise aus bis zu 44 Lagen unidirektionaler Glasgelege konstruiert.
"Der Gurt ist die Hauptkomponente eines Rotorblattes", so SAERTEX®-Geschäftsführer Marc Schrief. "Er nimmt die gesamte Windkraft auf. Je steifer der Gurt, desto besser die Ernteergebnisse. Das Projekt hat uns gezeigt, wie wir unsere Gelegekonstruktionen an die Spezifika der PU Matrix anpassen können, um deren Vorteile für Kunden zu verstärken. Was hier mit Glasfasergelegen gut funktioniert hat, ist auch mit Carbon möglich. Dann sind Blätter mit einer Länge von mehr als 100 Metern realisierbar."
Kim Klausen, Projektverantwortlicher bei Covestro, zieht ebenfalls ein sehr positives Fazit: „Polyurethan bietet hier deutliche Vorteile gegenüber Epoxidharzen. Stabilität und Haltbarkeit sind die entscheidenden Eigenschaften bei Rotorblättern. In dieser Anwendung wird eine höhere Glasübergangstemperatur und ein geringerer Schrumpf als bei Epoxies erreicht. Außerdem wird bei der Reaktion des Polyurethanharzes weniger Wärme freigesetzt.“
SAERTEX® hatte zuvor in seinem eigenen Labor viele Versuche und Tests durchgeführt, um das Zusammenspiel aus Glasfasergelege, Kernmaterial und PU-Harz zu optimieren. Dabei gelang es den Ingenieuren des Familienunternehmens, die Infusionsgeschwindigkeitsvorteile des PU-Harzes durch optimierten Gelegeaufbau zu unterstützen. Auch das GL zertifizierte Kernmaterial SAERfoam® zeigte positive Ergebnisse im Zusammenspiel mit PU Harz.
SAERTEX®-Geschäftsführer Marc Schrief blickt zuversichtlich auf die Fortführung der Projektzusammenarbeit: "Im ersten Schritt haben wir die Produktivität erhöht und durch optimierten Gelegeaufbau einen schnelleren Infusionsprozess ermöglicht. Aber wir haben noch weitere Ideen und Angebote für die Windindustrie: Balsa ist aus unserer Sicht nicht der Werkstoff der Zukunft. Als Naturprodukt weist Balsa Unregelmäßigkeiten auf und beinhaltet zudem Feuchtigkeit. Diese verträgt sich überhaupt nicht mit PU-Harzen. Unser strukturelles Kernmaterial SAERfoam® aus ultraleichtem PU-Schaum und mit 3D-Glasbrücken ersetzt Balsa auf innovativste Art."
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