31.08.2011, Düsseldorf

 

Neuer Polyurethanklebstoff von Henkel: Macroplast UK 1340

 

 
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Schnellere Rotorblattverklebung dank neuer Klebstofftechnologie

Im Zuge der Energiewende stellt der beschleunigte Ausbau von erneuerbaren Energien Hersteller von Windenergieanlagen vor große Herausforderungen. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten steht insbesondere die Optimierung der Anlagenverfügbarkeit und -produktivität bestehender Produktionsstätten im Vordergrund. Die Maximierung der Auslastung durch schnellere Herstellungsprozesse ist eine zentrale Anforderung in der Windenergieindustrie, damit die Stückkosten reduziert werden und sich Investitionen rechnen. Der Einsatz neuer Werkstofftechnologien leistet in diesem Zusammenhang einen wichtigen Beitrag.

Zur Optimierung der Rotorblattproduktion liegt es nahe, polyurethanbasierte Klebstoffe für die Blattverklebung einzusetzen, bisher allerdings ein Novum in der Windkraftindustrie. Traditionell werden hier zur Verklebung der Halbschalen und Stege vorrangig zweikomponentige Epoxidharze verwendet. Diese erfüllen zwar die extrem hohen mechanischen Anforderungen zuverlässig, stoßen im Zuge der Automatisierung der Fertigungsprozesse jedoch an ihre Grenzen. Zur Verkürzung und Automatisierung der Produktionsprozesse sind deshalb neue Technologiekonzepte gefragt.

Eine Lösung präsentiert Henkel mit der Entwicklung des Polyurethan-Klebstoffs Macroplast UK 1340. Dem Spezialisten für Hochleistungspolyurethanklebstoffe ist es gelungen, einen PUR-Klebstoff zu entwickeln, der die spezifischen mechanischen Anforderungen für den Einsatz in der Windenergieindustrie erfüllt und eine effizientere Herstellung von Rotorblättern ermöglicht.

Höhere Auslastung dank schneller Aushärtung
Zu den primären Vorteilen von Macroplast UK 1340 zählt insbesondere die beschleunigte Aushärtung. Klebstoffe auf Polyurethanbasis reagieren sehr viel schneller als die bisher eingesetzten Epoxidharze. Dank einer hohen Reaktivität bei gleichzeitig niedrigerer Energiefreisetzung während der Aushärtung des zweikomponentigen Klebstoffs wird sowohl die Dauer als auch die Temperatur der Aushärtungsphase deutlich herabgesetzt. Umfangreiche Tests ergaben, dass sich so die Kleb- und Temperzeiten substanziell  verringern lassen. Die niedrige Aushärtetemperatur schlägt sich zudem positiv im Energieverbrauch nieder und vermindert gleichzeitig das Auftreten von Spannungsrissen durch zu hohe Wärmebelastungen. Wärmeempfindliche Schaumeinlagen bleiben ebenso unversehrt.

Dass Macroplast UK 1340 auch die hohen mechanischen Anforderungen erfüllt, wurde durch verschiedene Testverfahren bestätigt. Die zentrale Voraussetzung für den Technologiewandel beschreibt Nicole Schlingloff, Produktentwicklerin bei Henkel und maßgeblich an der Entwicklung des Produktes beteiligt: „Entscheidend ist, dass Windkraftanlagen in technisch einwandfreien Zustand sind. Rotorblätter gehören zu den am meisten beanspruchten Bauteilen die es überhaupt gibt. Schon kleine Fehler können verheerende Folgen haben. Diese können sich unter anderem in hohen Kosten für die Reparatur, Ausfall oder den Austausch von Rotorblättern niederschlagen. Aus diesem Grund musste gewährleistet sein, dass auch Macroplast UK 1340 die hohen Marktanforderungen erfüllt.“

GL zertifiziert und IWES geprüft
Macroplast UK 1340 erfüllt alle zur GL Zertifizierung benötigten Kennwerte und wurde somit  als erster PUR-Klebstoff weltweit vom Germanischen Lloyd zertifiziert. Primäre GL-Anforderungen an den Klebstoff betreffen insbesondere die Zugscherfestigkeit, Alterungsbeständigkeit, das Kriechverhalten sowie dessen Glasübergang. Rotorblätter, die mit Macroplast UK 1340 hergestellt wurden, haben sich bereits in einem über zwölfmonatigen Feldtest bewährt.

Einen weiteren Nachweis der Funktionsfähigkeit und Ermüdungssicherheit des verarbeiteten Klebstoffs dokumentierte zuletzt der am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) bestandene Belastungstest. Rund vier Monate wurde in Bremerhaven ein mit Macroplast UK 1340 hergestelltes ENERCON Rotorblatt im Langzeittest Belastungen ausgesetzt, die normalerweise in einem Zeitraum von 20 Jahren auftreten. Dabei haben die geklebten Verbindungen des 40 Meter langen Blatts gemäß der IEC Norm 61400-23 statische und dynamische Tests zur Überprüfung der Nennbelastbarkeit und Ermüdungserscheinungen erfolgreich bestanden. Die erforderlichen Prüfungskriterien für die Zertifizierung von Windenergieanlagen sind ohne Probleme erfüllt worden. Auch die Kriterien von ENERCON wurden durch den Blatttest erfüllt.