Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Einf\u00fchrung von Material sparenden Fertigungsverfahren in die Fertigung von hochwertigen Faserverbundbauteilen sowie Einrichtung von ergonomischen und Umwelt schonenden Arbeitspl\u00e4tzen. Dabei sollten die Vorteile (Flexibilit\u00e4t) des konventionellen Handlaminates beibehalten und mit den Vorz\u00fcgen (Qualit\u00e4t und reduzierter direkter Kontakt) der Prepregbauweise kombiniert werden, w\u00e4hrend die Nachteile dieser Verfahren (hoher Materialverbrauch bei Prepregbauweise und h\u00e4ufiger direkter Kontakt mit dem Harz beim Handlaminat) vermieden bzw. wesentlich verringert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurch den Einsatz von Impr\u00e4gnieranlagen zum Tr\u00e4nken der Glasgewebebahnen mit integrierter Zuschnittmarkierung und der Option, Konturen zu tr\u00e4nken, wurde der Materialverbrauch durch gleichzeitige Optimierung der Zuschnitte und das kontinuierliche Dosieren und Mischen nur der momentan auch wirklich ben\u00f6tigten Harzmengen reduziert ebenso wie direkte Kontakt der Mitarbeiter mit den Kunstharzen bei diesen Arbeitsg\u00e4ngen vermieden. Beim Impr\u00e4gnieren der Fiberglasrovings wurde der Tr\u00e4nkvorgang durch die Konstruktion der Maschine und durch die Ausf\u00fchrung des Fadenlaufes sehr effektiv gestaltet. Es ergeben sich dadurch auch bei hohen Durchsatzmengen kleine B\u00e4der und es befinden sich nur geringe Mengen Harz im System. Der Transport und das Einlegen der gro\u00dffl\u00e4chigen, langen und vorimpr\u00e4gnierten Halbzeuge in die Formen wird sicher und einfach mit einem neu entwickelten Verfahren bew\u00e4ltigt. Die Rotorblattflansche werden mit diamantbest\u00fcckten Werkzeugen unter Verwendung von Wasser als K\u00fchl- und Schmiermittel staubfrei und sehr effektiv bearbeitet. Das Aush\u00e4rten und Tempern der Bauteile erfolgte zun\u00e4chst in einer gro\u00dfen beheizbaren Kabine mit Umluft. Mit zunehmendem Produktionsvolumen wurde der Aush\u00e4rtungsprozess durch die direkte Beheizung der Formen mit Hei\u00dfwasser bzw. durch gezielte Beheizung nur der auszuh\u00e4rtenden Bereiche an den Bauteilen erg\u00e4nzt und zum Teil ersetzt. Der konstruktive Aufbau der Rotorbl\u00e4tter wurde vereinfacht und an die Fertigungsmethoden angepasst. Die Vermeidung von Rest- bzw. Abfallstoffen erfolgt im Wesentlichen durch Optimierung der Zuschnitte und der eingesetzten Materialmengen. Eine R\u00fcckgewinnung der Reinigungsmittel erfolgte durch Destillation im Hause. Das eigene Recyclat erwies sich jedoch als qualitativ minderwertig, daher werden verunreinigte Reinigungsmittel an den Lieferanten zur weiteren Aufbereitung zur\u00fcckgegeben.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Impr\u00e4gnieranlage f\u00fcr Gewebebahnen stellt gegen\u00fcber den bisher \u00fcblichen Verfahren einen wesentlichen Fortschritt in Bezug auf Materialverbrauch, Flexibilit\u00e4t und Belastung am Arbeitsplatz dar. Diese Anlage ist nach der \u00dcberwindung von Anfangsproblemen eines der wesentlichen Produktionselemente der Produktion geworden. Weitere Entwicklungsschritte sind noch bei der Weiterverarbeitung (Handhabung der getr\u00e4nkten Gewebebahnen und Einlegen dieser in die Formen) der Gewebebahnen sinnvoll und mittelfristig erforderlich. Die Tr\u00e4nk- und Ziehanlage f\u00fcr Rovingstr\u00e4nge hat sich ebenfalls bew\u00e4hrt und konnte auch flexibel an \u00c4nderungen im Produktionsablauf angepasst werden. <\/p>\n
Geplant, aber noch nicht ausgef\u00fchrt, ist in diesem Bereich das automatische Ziehen und Abl\u00e4ngen der Str\u00e4nge und daran anschlie\u00dfend auch ein automatisiertes Assemblieren der einzelnen Str\u00e4nge zu den Rovinggurten. Von diesen Ma\u00dfnahmen wird eine weitere Reduzierung des direkten Kontaktes der Mitarbeiter mit dem noch fl\u00fcssigen Harz-H\u00e4rtergemisch und Qualit\u00e4tsverbesserungen durch den dann kontinuierlich m\u00f6glichen Ziehvorgang gegen\u00fcber dem jetzigen Taktverfahren erwartet. Die Bearbeitung der Rotorblattflansche (Krafteinleitung) hat sich in der ausgef\u00fchrten Form (nasse Bearbeitung mit Diamantwerkzeugen) bew\u00e4hrt. Die Belastung durch Staub entf\u00e4llt in diesem Bereich vollst\u00e4ndig und das Wasser wird vor dem Ableiten aufbereitet. Eine Automatisierung dieses Bereiches erwies sich anfangs nicht als sinnvoll, da die Bearbeitungszeit im Vergleich zur R\u00fcstzeit relativ gering ist und eine \u00dcberwachung des Bearbeitungsvorgangs in jedem Falle erforderlich w\u00e4re. Mit dem Einsatz separater, vorgefertigter Flansche wurde sp\u00e4ter eine Automatisierung der Flanschbearbeitung verwirklicht.<\/p>\n
Nicht bew\u00e4hrt hat sich das Vorhaben, alle Oberfl\u00e4chennacharbeiten zur Vermeidung von Staubemissionen nass auszuf\u00fchren. Die damit verbundenen Nachteile (feuchte Arbeitsumgebung und gro\u00dffl\u00e4chige Trocknung der Bauteile) waren derart, dass dieser Weg aufgegeben und auf trockene Bearbeitung mit Punktabsaugung an den Bearbeitungswerkzeugen umgestellt wurde. Die f\u00fcr die nasse Bearbeitung vorhandenen Einrichtungen f\u00fcr die Wasseraufbereitung konnten f\u00fcr die Flanschbearbeitung weiter benutzt werden. Die Klebefl\u00e4chenvorbereitung konnte durch die konstruktive Gestaltung auf ein Minimum reduziert werden. Das Dosieren, Vermischen und der Auftrag des Klebeharzes auf die gro\u00dfen Bauteile wurde in Zusammenarbeit mit dem Harzlieferanten und einem Anlagenhersteller zu einer teilautomatisierten L\u00f6sung weiterentwickelt, um die Qualit\u00e4t zu verbessern, den Materialeinsatz zu reduzieren und die Belastung der Mitarbeiter zu minimieren. Der Einsatz von Aluminium f\u00fcr die Negativmulden der Rotorbl\u00e4tter hat sich in mehrfacher Hinsicht bew\u00e4hrt. Hervorzuheben sind die schnelle Verf\u00fcgbarkeit der Formen, die hohen Standzeiten im Vergleich zu GFK-Formen, die unempfindlichen Oberfl\u00e4chen und die hervorragende W\u00e4rmeverteilung beim Aush\u00e4rten der Bauteile durch die gute W\u00e4rmeleitung des Materials. Dieser Vorzug machte sich nach der Ausr\u00fcstung der Formen mit einer Warmwasserbeheizung nochmals positiv bemerkbar. Der Nachteil der h\u00f6heren W\u00e4rmeausdehnung ist bei den bisher gebauten Teilegr\u00f6\u00dfen bis 33 m L\u00e4nge noch beherrschbar. Wesentlich f\u00fcr den Erfolg der Ma\u00dfnahmen war die konsequente Abstimmung der Rotorblattstrukturen mit den Fertigungseinrichtungen. Diese erfolgte sowohl durch Vereinfachungen in der Konstruktion als auch durch die Ausnutzung der durch die Einrichtungen gegebenen neuen M\u00f6glichkeiten und war nur durch die enge Zusammenarbeit zwischen der Konstruktion und der Fertigung in diesem Umfang \u00fcberhaupt m\u00f6glich. Die eigene R\u00fcckgewinnung und Weiterverwertung von Reststoffen (insbesondere Reinigungsmittel) wurde versucht, erwies sich aber auf Grund der konsequenten Mengenreduzierung als auf die Dauer nicht sinnvoll. Die Reststoffe werden daher soweit m\u00f6glich an die Lieferanten oder Dritte zur Weiterverwertung bzw. Aufarbeitung abgegeben.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Impr\u00e4gnieranlage f\u00fcr Glasgewebebahnen wurde auf der Verbundwerk `93 in Wiesbaden vorgestellt und erhielt dort wegen ihrer neuartigen Funktionen (Zuschnittmarkierung und Konturentr\u00e4nken) einen Innovationspreis.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt konnte bisher in wesentlichen Teilbereichen erfolgreich durchgef\u00fchrt werden. Die Ziele – Ressourcen schonen durch sparsamen Materialeinsatz und Reduzierung des direkten Kontaktes der Mitarbeiter mit den Laminierharzen – wurden erreicht. Einige Teilbereiche des Projektes, die auf weitere Fortschritte durch zunehmende Integration und Vernetzung der verschiedenen Fertigungsschritte zielen, konnten auf Grund von Verz\u00f6gerungen in anderen Bereichen noch nicht ausreichend bearbeitet werden; hier sind noch weitere Arbeiten erforderlich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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