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Blattmach-Maschinen

Von der Blattwurzel bis zur Flügelspitze sind es stolze 61 Meter. So lang ist ein Rotorblatt für das fünf Megawatt starke Windrad der Firma Bard. Rund 30 Tonnen Material haben die Spezialisten beim Blattbauer SGL Rotec in Lemwerder bei Bremen in mühe­voller Handarbeit in Form gebracht. Sie haben Hunderte Quadrat­meter Glasfasermatten in kolossale Formen gelegt und zig Tonnen Harz verarbeitet. Sie haben gespachtelt, geschliffen, lackiert und poliert. Wochenlang dauert es, bis so ein Windrad­flügel fertig ist.

Vorbild ist die Autobranche

Künftig könnten solche Rotorblätter effizienter gebaut werden. Nach dem Vorbild der Automobil- und der Luftfahrtbranche sollen Maschinen ganze Arbeitsschritte übernehmen – doch noch ist Flügelbau Handarbeit. Das muss sich ändern, fordern Roland Bergers Unternehmensberater Manfred Hader und Matthias Spott in ihrer 2010 erschienenen Studie „From Pioneer to Mainstream“. Sie fordern: Die Hersteller müssen die Kosten senken, und das schaffen sie nur durch Industrialisierung. Forscher arbeiten bereits daran, Herstellungsprozesse bei der Rotorblattherstellung zu automatisieren. Als Vorbild dienen Airbus und Boeing. Roboter sollen dann die Klebekanten schleifen, die Blattwurzel bearbeiten und die Flügel glänzend weiß lackieren.

Das Interesse der Windrad-Hersteller ist da, und auch die Automatisierungsbranche steht in den Startlöchern. Mit von der Partie sind Unternehmen wie ABB, MAG oder MTorres, die teils seit Jahrzehnten für die Luftfahrt- und Automobilindustrie arbeiten. Diese Branchen gelten den Windkraftfirmen als Vorbild. Der große Unterschied liegt in den Stückzahlen – beziehungsweise im Preis. Dennoch: „Wir wollen zu einer Automa­tisierung kommen, ähnlich wie im Fahrzeugbau oder der Luftfahrtindustrie“, sagt Niels Ludwig, Technischer Leiter beim ­Rotorblattbauer Sinoi im thüringischen Nordhausen. „Durch die Manufaktur haben wir gewisse Imperfektionen. Für die automatisierte Blattfertigung spricht, einen Flügel mit weniger Material zu fertigen, so wird er leichter und damit billiger“, erläutert er.

Heinz Handke von Alpha-tec in Ludwigsburg bei Stuttgart sieht „großes Automatisierungspotenzial“, da „allein durch die Blattlängen vieles von Hand gar nicht mehr zu schaffen ist“. Alpha-tec hat dafür eine der ersten Anlagen gebaut. Die etwa 80 Meter lange Maschine steht bei Nordex in Rostock und arbeitet dort seit fast zwei Jahren. Mit der Riesenmaschine werden die Blätter geschliffen und gereinigt, anschließend lackiert und getrocknet. Rund drei Stunden dauert die Prozedur pro Flügel. „Bei fünf Blättern am Tag amortisiert sich das innerhalb eines Jahres“, rechnet Handke vor. Von den Vorteilen ist man auch bei Nordex überzeugt: „Die Anlage ist im Vergleich zur manuellen Lackierung circa 50 % schneller. Hinzu kommt ein geringerer Materialverbrauch, reduzierte Personalkosten und weniger Nacharbeit“, resümiert Pressesprecher Felix Losada.

Branchenprimus Enercon betreibt je eine Roboter-Lackieranlage von ABB in Portugal und in Magdeburg. Noch 2012 soll in Aurich eine neue Lackieranlage, ebenfalls von ABB, in Betrieb gehen. Diese wird aus einem „Portal“ bestehen, das ähnlich wie bei einer Waschstraße über das Blatt hinwegfährt. „Platz-, Energie- und Farbverbrauch sind so geringer“, erklärt Marc Wischnewski, Projektleiter bei ABB.

Roboter bauen einen Flügel

In der Blattproduktion vom Weltmarktführer Vestas im brandenburgischen Lauchhammer ist man stolz darauf, bei der Produktion des neuen 55-Meter-Flügels „mehr als ein halbes Dutzend Roboter“ im Einsatz zu haben: „Eine Automatisierung ist bei Prozessen vorteilhaft, die zeitkritisch sind, eine hohe Positionierungsgenauigkeit oder eine besondere Kraftverstärkung erfordern und in Bereichen, in denen dadurch gesund­heits­belastende Arbeitsbedingungen vermieden werden können“, sagt Geschäftsführer Frank Weise.

Dass man im Flügelbau die Arbeitsschritte automatisiert, geht vielen nicht weit genug. „Das ist der falsche Weg“, sagt Automatisierungs-Profi Gunnar Drenkelfort. „Flügel müssen automatisierungsfähig konstruiert werden.“ Um effizient zu fertigen, reiche es nicht, einem Roboter eine Spritzpistole in die Hand zu drücken. Die Blätter müssten so konstruiert werden, dass die ­Roboter alle Stellen erreichen können. Damit Maschinen, die meterlanges Glasgewebe mil­li­me­tergenau positionieren, nicht anecken, müssten gegebenenfalls Radien verändert werden.

Zunächst gilt es allerdings, die Preisfrage zu klären. Wie viel darf Automatisierung kosten? Allein die Anlage bei Nordex in Rostock, die lediglich schleift, ­lackiert und trocknet, hat an die 8 Mio. Euro gekostet, wie Alpha-tec-Mann Handke verrät: „Ich muss Geld ausgeben. Wenn ich das nicht will, muss ich es sein lassen.“ Gerechtfertigt werden In­vestitionen nur durch Resultate.

Aus genau diesem Grund starten Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Bremerhaven ein groß angelegtes und firmenübergreifendes Projekt zur Erforschung der Potenziale der ­automatisierten Blattfertigung: „Blade Maker“. Die Forscher ­wollen herausfinden, wo es sich rechnet, Arbeitsschritte von Robotern ausführen zu lassen und wie die Blätter dafür konstruiert werden müssen.

Daniel Hautmann


Artikel vom: 2012-08-21 15:34:00
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