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Rotorblätter erstmals wirtschaftlich aus Stahl

Stahl statt CFK

| Redakteur: M.A. Frauke Finus

Das Fraunhofer-IWU und die Uni Brüssel haben es im EU-Projekt Hyblade erstmals geschafft, Rotorblätter für Windkraftanlagen wirtschaftlich aus Stahl zu fertigen. Konventionell kommt CFK zum Einsatz, mit dem bekannten Recyclingnachteil. Die Forscher stellen auf der Blechexpo den Demonstrator erstmals in Realgröße der Öffentlichkeit vor.

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Technologiedemonstrator: Das Rotorblatt aus 1,0 mm Stahlblech mit integrierter, gekanteter Verstärkung wurde mit einem Öl-Wasser-Gemisch in seine endgültige Form gebracht.
Technologiedemonstrator: Das Rotorblatt aus 1,0 mm Stahlblech mit integrierter, gekanteter Verstärkung wurde mit einem Öl-Wasser-Gemisch in seine endgültige Form gebracht.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

„Gerade für kleine Anlagen setzen wir insbesondere auf Stahl als Flügelmaterial“, erklärt der Projektverantwortliche am Fraunhofer-IWU Marco Pröhl. Gemeinsam mit seinen Forschungskollegen an der Freien Universität Brüssel und dem Fraunhofer-IWU wurden die entsprechende Aerodynamik sowie die Prozessketten für die Fertigung der Windräder entwickelt.

Zum Einsatz kommt unter anderem ein Verfahren, dass bereits in der Automobilproduktion Anwendung findet: Das sogenannte Hydroforming. Dabei legen die Wissenschaftler eine Vorform in ein Werkzeug mit der späteren Endform. Im Anschluss pumpen sie ein wiederverwendbares Wasser-Öl-Gemisch ins Innere des Flügels und setzen ihn unter einen Druck von bis zu mehreren Tausend bar. Das entspricht dem Druck in vielen Tausend Metern Wassertiefe. Der Flügel wird quasi „aufgeblasen“ und erhält so seine endgültige Form. Im Ergebnis kann nicht nur das Recycling der Flügel nachhaltiger gestaltet werden, auch der Preis für die Herstellung sinkt deutlich: „Verglichen mit konventionellen Kunststoffmaterialen senken wir die Fertigungskosten um bis zu 90 %. Gleichzeitig können wir die Flügel wesentlich genauer fertigen, was sich positiv auf die Aerodynamik auswirkt“, ergänzt Pröhl. Ein weiterer Nutzen: Die Flügel sind schneller produziert. So dauert die Herstellung eines fertigen Rotorblatts nur etwa 30 Sekunden. Bei faserverstärkten Kunststoffen werden dagegen oftmals mehrere Stunden benötigt.

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Die Chemnitzer Wissenschaftler sind dafür mit dem Stahlinnovationspreis 2015 ausgezeichnet worden. Seit über 25 Jahren zeichnet die Stahlindustrie in Deutschland herausragende Innovationen mit dem Stahl-Innovationspreis aus. Der Wettbewerb soll die Innovationskraft der Stahlanwender herausstellen und neuen Ideen rund um den Werkstoff eine Plattform bieten. In diesem Jahr gingen laut Veranstalter 578 Bewerbungen ein. Die Preisverleihung fand im Rahmen des Berliner Stahldialogs statt.

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU auf der Blechexpo 2015: Halle 7, Stand 7218

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