METER · MIX · DISPENSE WINDINDUSTRIE LÖSUNGEN FÜR DIE FERTIGUNG VON ROTORBLÄTTERN 02 · DOPAG · WINDINDUSTRIE DOPAG · WINDINDUSTRIE · 03 Wir verstehen die Herausforderung Robuste Qualität für extreme Bedingungen Bei 400 km/h Rotorgeschwindigkeit werden schon Regentropfen zur Bedrohung. Mit innovativen Lösungen tragen wir dazu bei, dass alles rund läuft – auch unter Extrembedingungen. Die Windenergie-Branche ist ein ständig wachsender Markt mit großem Potenzial für Anlagenhersteller und Blattproduzenten. Neben dem steigenden Bedarf an Onshore-Windkraftanlagen erfreut sich vor allem die Offshore-Industrie starker Nach frage. So werden beispielsweise vor den Küsten Nordeuropas große Offshore-Windparks installiert, die aufgrund der günstigen Windbedingungen konstant Energie liefern. Diese müssen jedoch extremen Witterungsbedingungen standhalten – dauerhaft. Allein in Deutschland werden bereits circa 15 % der Energie mit Hilfe von Windkraftanlagen produziert. Nicht zuletzt zeigt die Unterschrift des internationalen Klima vertrags aller Mitgliedsländer der vereinten Nationen deutlich, dass die verhandelten Klimaziele nur durch die konsequente Umsetzung erneuerbarer Energieerzeugung darstellbar sind. Hier leistet die Wind energie einen signifikanten Beitrag. 04 · DOPAG · WINDINDUSTRIE Neue Dimensionen Trends in der Rotorblattherstellung Die Entwicklung der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass die Blätter von Windkraftanlagen auf Grund der geforderten Leistung neue Größenordnungen erreichen. Mit Hilfe von Kohlenstofffaser-Halbzeugen im Verbund mit üblichen Glasfaserwerkstoffen ist es heute möglich Blattlängen von über 80 Metern zu realisieren. Durch den gestiegenen Bedarf an verstärkenden Faserlagen verlängern sich die Formbelegungszeiten und die Tonnagen für Infusions- und Klebeharze sowie Coatingmaterialien steigen. Das bedeutet, dass die Anlagen zur Bereitstellung gemischter Materialien diesen wachsenden Anforderungen gerecht werden müssen. Das gilt auch für die besonders hohen Qualitäts anforderungen im Offshore-Bereich . DOPAG · WINDINDUSTRIE · 05 06 · DOPAG · WINDINDUSTRIE DOPAG · WINDINDUSTRIE · 07 Damit alles rund läuft Lösungen für die Fertigung von Rotorblättern von DOPAG Als führender Hersteller von Dosier- und Mischanlagen für die Windkraftindustrie verfügt DOPAG über das gesamte Portfolio für die unterschiedlichsten Applikationen bei der Herstellung von Rotorblättern. Zu dem Angebot von DOPAG gehören unter anderem Infusionsanlagen mit Volumenleistungen von über 60 l/min sowie Klebeharzanlagen, die Massen über 30 kg/min verarbeiten. Das ermöglicht minimale Formbelegungszeiten. Aufgrund des hohen Harzverbrauchs bei der Infusion und den Qualitätsanforderungen der Faserverbundbauteile ist der Einsatz von Harzentgasungsanlagen erforderlich. Hier verfügt DOPAG über ein validiertes System, das über 40 Liter Harz pro Minute entgast. Zusätzlich steht für das Finishing der Windkraftblätter ein breites Portfolio von Gelcoatanlagen sowie Anlagen für das Mischen von Erosionscoatings und Spachtel massen zur Verfügung. Hinzu kommt die Entwicklung innovativer Materialien wie die Vorderkantenversiegelung, um Schäden durch Wassertropfen an den mit bis zu 400 km/h rotierenden Blattspitzen zu ver meiden. Kompetenz von DOPAG, die sich auszahlt ЇЇ Zuverlässige und präzise Anlagentechnik ЇЇ Weltweiter Vertrieb und Service ЇЇ Jahrzehntelange Branchenerfahrung ЇЇ Breites Produktportfolio ЇЇ Eigenes Technikum 08 · DOPAG · WINDINDUSTRIE Ein Rotorblatt entsteht Dosier- und Mischtechnik von DOPAG im Einsatz Rotorblätter sind im Einsatz härtesten Beanspruchungen ausgesetzt. Schon kleinste Fehler bei der Produktion können daher schwerwiegende Auswirkungen haben. Ein Rotorblatt besteht in der Regel aus Glasfaserverbundwerkstoffen und Verstärkungsmaterialien wie Balsa oder Schaumwerkstoffen zur Übertragung der Schubspannungen. Der Produktionsprozess beginnt mit der Fertigung von Ober- und Unterschale. Als erste Schicht wird ein Gelcoat mit Hilfe der Dosieranlage gelcomix aufgetragen, um dem Bauteil eine qualitativ hochwertige Oberfläche zu verleihen. Anschließend werden trockene Faserhalbzeuge in die Form eingelegt, mit sogenannten Hilfsstoffen versehen und schließlich das gesamte Bauteil mit einer Folie vakuumdicht verschlossen und evakuiert. Das gewährleistet größtmögliche Porenfreiheit. Weitere Schritte sind die Entgasung des Infusionsharzes und der eigentliche Infusions prozess. Die Entgasung ist notwendig, da sich im Material sowohl durch den Kontakt mit der Luft als auch durch den Transport einige Luftblasen sammeln können, was im Vakuumaufbau zu ungewünschten Luft einschlüssen im Faserverbund führen kann. Eine Entgasung entfernt auch kleinste Blasen zuverlässig aus dem Material. Die Infusionsanlage vom Typ compomix ist über Schläuche direkt an den Vakuumaufbau angeschlossen. Alternativ sind auch Puffer behälter möglich, die mit gemischtem Material gespeist und ebenfalls über Infusions schläuche angeschlossen werden. Nach der Infusion wird die Form ausgehärtet. Die Temperatur bei diesem Prozess wird genau überwacht und geregelt, damit es zu keiner Materialschädigung aufgrund der exo thermen Reaktion des Harzes kommt. Ist das Bauteil vollständig ausgehärtet, werden alle Hilfsstoffe entfernt und die Verklebung der Versteifungselemente und der beider Schalenhälften beginnt. Das Auftragen der Klebstoffraupen erfolgt mit einer Klebstoffmischanlage vom Typ gluemix. Ist dieser Prozess beendet, werden die Formhälften geschlossen und ein vollständiges Rotorblatt entsteht. DOPAG · WINDINDUSTRIE · 09 10 · DOPAG · WINDINDUSTRIE Unsere Produkte für die Produktion von Rotorblättern DOPAG · WINDINDUSTRIE · 11 Übersicht Der Anteil der Windkraft an der Erzeugung elektrischer Energie wird in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Eine effektive Energiegewinnung ist aber nur dann möglich, wenn eine hohe Lebensdauer der Anlagen bei maximaler Leistung sichergestellt ist. Das setzt voraus, dass die produktionstechnischen Grenzparameter exakt eingehalten werden. Anforderungen an automatisierte Dosier- und Mischanlagen für die Produktion der Rotorblätter: ЇЇ xaktes Einhalten der vorgegebenen E Mischungsverhältnisse ЇЇ Hohe Flexibilität der Ausflussrate ЇЇ Schnelles Erreichen des Arbeitspunktes Für die drei wesentlichen Produktionsprozesse bei der Herstellung von Rotorblättern in der Windindustrie (Fertigung, Verklebung und Oberflächenveredlung der Rotorblattsegmente bzw. der Rotorblatthälften) bietet DOPAG die optimale Anlagentechnik: zur vakuumunterstützten Infusion (Durchfluten der eingelegten Fasermatten) zum Verkleben der Rotorblätter oder Blattsegmente zur Beschichtung der Rotorblatt oberfläche 12 · DOPAG · WINDINDUSTRIE Mit der compomix I wird nicht nur eine Abweichung des Mischungsverhältnisses < ± 1 % erreicht, auch die Ausflussrate kann während der Produktion verändert werden. Je nach Anlagenkonfiguration w erden magnet gekuppelte und leckagefreie Axialkolbenpumpen eingesetzt, bei denen aufgrund ihres Konstruktionsprinzips auch bei einer Drehzahländerung keine inneren Leckagen auftreten. Außerdem sind sie antriebsseitig hermetisch dicht; ein wichtiger Punkt für das Fördern der Härter, da diese hygroskopisch sind. Diese Dosieranlagenbaureihe zur Verarbeitung von ungefüllten Infusionsharzen kombiniert hochpräzise Dosierpumpen mit extrem schneller Regelungstechnik. Der Dosierstart erfolgt aus dem geregelten Bypass heraus, so dass auf den sonst üblichen Vorlauf zum Befüllen des Mischrohrs verzichtet werden kann. Außerdem kann die Ausflussrate während des Dosiervorgangs fast beliebig verändert werden – ohne dass die zulässigen Toleranzgrenzen des Mischungsverhältnisses überschritten werden. Ausstattung Standard ЇЇ ЇЇ ЇЇ ЇЇ Ausführung als 2K-Anlage Steuerschrank und Materialdruckbehälter auf einem rollbaren, geschlossenen Chassis montiert Dosierpumpen mit Überdrucksicherung Axialkolbenpumpe der B-Komponente mit Magnetkupplung und manueller Hubverstellung ЇЇ Drehstrom-Asynchronmotoren mit Fremdlüfter ЇЇ Dosierrechner MR15 / MR40 ЇЇ ЇЇ Mischungsverhältniskontrolle und -regelung über Volumenmesszellen ЇЇ Materialdruckbehälter mit Vorbereitung zur auto matischen Nachbefüllung, Niveaukontrolle und Mischungsverhältniseinregelung im Bypass Beheizung über Heizgebläse Optional ЇЇ ЇЇ Ausführung als 3K-Anlage Axialkolbenpumpen mit Magnetkupplung für die A-Komponente ЇЇ Nachfüllpumpen ЇЇ Beheizung über Heizgebläse ЇЇ Schaltschrankkühlung ЇЇ Anlagenbedienung über Touchscreen DOPAG · WINDINDUSTRIE · 13 Die Zuverlässigkeit der Verklebung der Rotorblattsegmente ist ein wesentlicher Aspekt der Güte e ines Rotorblattes. Mit der gluemix wird der hochviskose Klebstoff über Zahnradpumpen für die Klebung bereitgestellt. Die Zuführung des Materials erfolgt je nach Komponente aus 200 l Fässern über eine Exzenter-Schneckenpumpe auf einer 200 l Folgeplatte. Die Pumpen sind mit speziellen Dichtungsystemen und erhöhtem Verschleißschutz ausgestattet. Dies ermöglicht auch die Verarbeitung von glasfaser gefüllten Klebstoffen. Ausstattung Standard ЇЇ ЇЇ ЇЇ Ausführung als 2K-Anlage Steuerschrank und Materialdruckbehälter oder -fässer auf einem rollbaren Chassis montiert Mast und Ausleger mit Mischsystem am Chassis montiert ЇЇ Verstärkte Pumpenheber mit Niveaukontrolle ЇЇ Dosierpumpen mit Überdrucksicherung ЇЇ Drehstrom-Asynchronmotoren ЇЇ Dosierrechner MR15 / MR40 ЇЇ Mischungsverhältniskontrolle und -regelung über Volumenmesszellen Optional ЇЇ 400 l Pufferfass ЇЇ Automatische Nachbefüllung ЇЇ Schlauch- und Kabelaufroller ЇЇ Schaltschrankkühlung ЇЇ Anlagenbedienung über Touchscreen 14 · DOPAG · WINDINDUSTRIE Die gelcomix wurde speziell zum Verarbeiten der hochthixotropen Materialien für die Rohoberfläche der Rotorblätter entwickelt. Durch Zahnradpumpen, die auch für abrasive Füllstoffe geeignet sind, und magnetgekoppelte Axialkolbenpumpen für die B -Komponente werden Ausflussraten bis 5 l/min e rreicht. Die Material versorgung der fahrbaren Anlage erfolgt aus Drucktanks, die auf dem Chassis montiert sind. Mit dieser Anlagentechnologie können nicht nur Viskositäten bis hin zur Fließgrenze verarbeitet werden, auch die Mischungsverhältnisse sind in einem weiten Bereich regelbar. Ausstattung Standard ЇЇ Steuerschrank und Materialdruckbehälter auf e inem rollbaren Chassis montiert Optional ЇЇ Dosierpumpe der B-Komponente mit Magnetkupplung ЇЇ Automatische Nachbefüllung ЇЇ Materialdruckbehälter mit Niveaukontrolle ЇЇ Beheizung ЇЇ Dosierpumpen mit Überdrucksicherung ЇЇ Schaltschrankkühlung ЇЇ Anlagenbedienung über Touchscreen ЇЇ Schlauch- und Kabelaufroller (5 l-Anlage) ЇЇ ЇЇ ЇЇ ЇЇ ЇЇ Dosierpumpe der A-Komponente mit Verschleißschutz und Gleitringabdichtung Drehstrom-Asynchronmotoren Mischungsverhältniskontrolle und -regelung über Volumenmesszellen Dosierrechner MR15 / MR40 Mast, Ausleger und Balancer zum Handling der Handpistole am Chassis montiert (5 l-Anlage) DOPAG · WINDINDUSTRIE · 15 Technische Daten compomix gluemix gelcomix 2 – 20 l/min (60 l/min) 3 – 20 l/min 1 – 5 l/min Mischungsverhältnis 100:5 – 100:100, volumetrisch 100:10 – 100:100, volumetrisch 100:10 – 100:100, volumetrisch Materialversorgung Ringleitung, Originalgebinde, Materialdruckbehälter Originalgebinde, Materialdruckbehälter Materialdruckbehälter Viskositätsbereich 1 mPa s bis 50.000 mPa s 10 mPa s bis 500.000 mPa s 100 mPa s bis 80.000 mPa s Materialbeschaffenheit Ungefüllt Ungefüllt, gefüllt, abrasiv, MOHS-Härte 7 Ungefüllt, gefüllt, abrasiv, MOHS-Härte 7 Spannungsversorgung 400 VAC 3/PE / 50/60 Hz 400 VAC 3/PE / 50/60 Hz 400 VAC 3/PE / 50/60 Hz 6 bar 6 bar 6 bar 1350 × 1850 × 2100 mm 3700 x 1100 x 4100 mm 2500 × 1100 × 4100 mm ca. 1500 kg ca. 2200 kg (12l) ca. 2500 kg (20l) ca. 1500 kg Ausflussrate in Abhängigkeit von Mischungsverhältnis und Viskosität Druckluftversorgung Abmessungen L × B × H Gewicht DOPAG gehört zu den weltgrößten Herstellern von Dosierund Mischtechnik. Anlagen und Komponenten von DOPAG verarbeiten und applizieren in zahlreichen Industrien mehrkomponentige Polymere oder 1K-Medien wie zum Beispiel Klebstoffe, Fette und Öle. Das Unternehmen beschäftigt insgesamt über 300 Mitarbeiter und ist mit Niederlassungen und Distributoren in über 30 Ländern vertreten. DOPAG ist Teil der HILGER & KERN GROUP, die seit über 85 Jahren ein verlässlicher Zulieferer, Entwicklungs- und Servicepartner für Industrieunternehmen in unterschiedlichen Marktsegmenten ist. Weltweites Vertriebs- und Servicenetzwerk Niederlassungen Distributoren Deutschland Hilger u. Kern GmbH Dosier- und Mischtechnik Käfertaler Straße 253 68167 Mannheim Schweiz DOPAG Dosiertechnik und Pneumatik AG Langackerstrasse 25 6330 Cham Tel.: +49 621 3705 - 500 Fax: +49 621 3705 - 200 Tel.: +41 41 7855 - 757 Fax: +41 41 7855 - 700 [email protected] www.dopag.de [email protected] www.dopag.ch Frankreich DOPAG Sarl [email protected] Indien DOPAG India Pvt Ltd. 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