Die Endbearbeitung von Rotorblättern umfasst das Abschneiden von überschüssigem Material nach dem Formen und das Schleifen der Rotorblattoberfläche, um die Qualitätsanforderungen zu erfüllen.
Die Vision des Programms besteht darin, das Wissen über die fortschrittliche Verarbeitung von Verbundwerkstoffen zusammen mit Sensorik, Robotik und Automatisierung zu nutzen, um kostengünstige Lösungen für die Endbearbeitung von Windkraftflügeln zu entwickeln, die den Durchsatz um 30 % erhöhen und den Arbeitsschutz in den Fabriken verbessern können.
Trotz der COVID-19-Pandemie gelang es dem Team, schnell vom Konzept zum Prototyp zu gelangen, was durch die Möglichkeiten der Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET)-Einrichtungen des NREL begünstigt wurde, die eine schnelle Erprobung des Konzepts an Blattabschnitten ermöglichten.
Das Team war dann in der Lage, mit der Technik, dem Betrieb und der EHS-Gruppe in einem LM Wind Power-Werk in Grand Forks, North Dakota, zusammenzuarbeiten, um erfolgreiche Versuche an einem tatsächlichen Windturbinenblatt in der Produktion durchzuführen. Die Prozessinnovationen wurden durch ein agiles Programmmanagement ergänzt, das es ermöglichte, bei Bedarf umzuschwenken und digitale Tools zur Durchführung virtueller Validierungen und Überprüfungen mit Partnern zu nutzen.
"GE Renewable Energy ist von den Ergebnissen des Pilotprojekts begeistert und freut sich auf die Industrialisierung dieser Technologie", sagte Arvind Rangarajan, Technical Leader Automation bei GE Renewable Energy, der das Programm federführend betreut.
Das Programm wird mit Mitteln des DOE's Advanced Manufacturing Office (AMO) und des Colorado's Office of Economic Development and International Trade (OEDIT) unterstützt. Das AMO gewährte dem NREL über das Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI) 800.000 $. Dazu kamen 400.000 $ von OEDIT und 600.000 $ an ergänzenden Unternehmensbeiträgen.
"Das NREL-Team hat gerne mit unseren Industriepartnern bei GE zusammengearbeitet, um neue Wege für die Endbearbeitung von Schaufeln zu entwickeln", sagte David Snowberg, Technical Project Manager bei NREL. "Die Partnerschaft zwischen GE und NREL im Rahmen von IACMI ermöglichte die Entwicklung innovativer Lösungen, die einen bedeutenden Einfluss auf die heimische Windblattproduktion haben werden, was dem Auftrag von NREL entspricht."
James Martin, Director, Technology Center Americas, LM Wind Power sagte: "Das Programm für die automatisierte Endbearbeitung von Windturbinenblättern war ein entscheidender Katalysator für die Weiterentwicklung der Prinzipien des 'automation led design' bei LM Wind Power. Das Team hat eine innovative Lösung für ein Problem gefunden, das bei vielen Aspekten der Herstellung von Verbundwerkstoffen mit hohem Durchsatz auftritt, und damit den Weg für eine sicherere und qualitativ hochwertigere Beschneidung der Komponenten geebnet.
Er fügte hinzu: "Wir arbeiten derzeit an den nächsten Schritten der Werksversuche und der Industrialisierung mit dem Ziel, das Verfahren im nächsten Produkt- und Werkszyklus in unseren nordamerikanischen Produktionsstätten einzuführen."
"Dieses Projekt hat einige sehr interessante Ergebnisse erzielt", sagte John Winkel, der technische Projektleiter von AMO. "Ich freue mich über das Interesse an der Industrialisierung dieser F&E-Konzepte, die sich gut mit der zunehmenden Verbreitung und der Senkung der Kosten der Windenergie vereinbaren lassen, sobald sie in einer Produktionsumgebung umgesetzt werden."