Neue Einsatzgebiete für Polyurethan-Klebstoffe bei der Rotorblattverklebung
Gegen den Wind – Starker Verbund bei extremer Belastung
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Klebstoffe auf Polyurethanbasis können in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit variabel eingestellt werden
Der zweikomponentige Polyurethanklebstoff besteht aus Harz und Härter. Nach dem Anmischen liegt die Topfzeit zwischen 60 und 80 Minuten, bei einer optimalen Umgebungstemperatur von 20 °C. „Klebstoffe auf Polyurethanbasis können in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit variabel eingestellt werden und ermöglichen so eine erhebliche Zeiteinsparung in der Produktion von Rotorblättern“, erklärt Gansow. Mit Topfzeiten von 1 bis zu 80 Minuten können sie an den Produktionsprozess beliebig angepasst werden, ohne den Nachteil einer partiellen Überhitzung der Klebefuge. Die Aushärtung des PUR-Klebstoffs findet bei einer deutlich niedrigeren Reaktionstemperatur bis zu maximal 75 ° C statt.
Für den Verarbeitungsprozess ist die Senkung der Exothermie aus zweierlei Gründen von großem Vorteil: Beim Verkleben von Kompositmaterialien können durch zu hohe Wärmebelastungen Spannungsrisse entstehen, die das gesamte Rotorblatt schwächen. Dieses Risiko wird durch eine niedrigere Reaktionstemperatur deutlich gemindert. Polymerisationen die bei hohen Temperaturen ablaufen sind immer auch mit Volumenänderungen verbunden. Eine geringe Exothermie und somit geringere Temperaturbelastung bei der chemischen Vernetzung reduziert so den thermisch bedingten Schrumpf. Die Exothermie ist zudem abhängig von der Klebstoffmenge, die abreagiert und Wärme freisetzt.
Somit werden Bereiche, in denen viel Klebstoff eingesetzt wird, deutlich heißer als andere mit weniger Klebstoffmenge. Bei einem Rotorblatt kommt es zu erheblichen Unterschieden in der Klebstoffauftragsmenge und dadurch zu erheblichen Spannungsunterschieden. An den Grenzflächen solcher Spannungsfelder treten in der Folge mechanische Defekte auf, falls die Spannungen nicht durch aufwendige Temperatur Nachbehandlung (Tempern) abgefangen werden. Hier haben Polyurethan-Systeme mit niedriger Exothermie deutliche Vorteile, vor allem in großen Schichtstärken.
„Verglichen mit den bisher üblichen Epoxidharz-Systemen führt die Nutzung der PU-Technologie zu zahlreiche Verbesserungen bei der Herstellung von Windkraftanlagen“, bewertet Michael Gansow. Kürzere Zykluszeiten, ohne die damit verbundenen Nachteile, erhöhen die Produktivität, während der Klebstoff höchste Qualitätsanforderungen erfüllt.
- Gegen den Wind – Starker Verbund bei extremer Belastung
- „Die Qualität eines Rotorblattes wird ganz wesentlich durch die Zuverlässigkeit der Klebeverbindungen bestimmt“
- Der Klebstoff verhält sich temperaturabhängig
- Klebstoffe auf Polyurethanbasis können in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit variabel eingestellt werden
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