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Fertigung von Rotorblättern in Windkraftanlagen

Polyurethan-Klebstoffe von Henkel sorgen für frischen Wind

27. August 2014, 13:41 Uhr | Karin Zühlke

Mit einer für die Produktion von Rotorblättern neuen Klebstoff-Technologie ist Henkel der Einstieg in das Windkraftgeschäft gelungen. Basis des Klebstoff-Portfolios unter der Marke Loctite ist die Polyurethan-Technologie (PUR). Bislang war die Epoxidharz-Technologie in diesem Segment das Mittel der Wahl.

Die neuen Klebstoffe offerieren diverse Vorteile: Sie können den in der Rotorblattklebung benötigten Energiebedarf reduzieren, die Fertigungsdauer verkürzen und somit in Summe kostensenkend wirken. Zudem bieten sie speziell in der Verklebung kleiner Komponenten oder an schwer zugänglichen Stellen angesichts ihrer Eigenschaft, unter Raumtemperatur vollständig durchhärten zu können, maximale Prozesssicherheit und außerdem Automatisierungspotenzial.

Ihr enormes Leistungsvermögen hatten Polyurethan-Klebstoffe bereits lange vor dem Eintritt in Windkraftanlagen in anderen Industriezweigen nachgewiesen. Auf Werften zeigen sie beispielsweise im Schiffsbau seit rund 40 Jahren Beständigkeit gegenüber Tiefstwerten von bis zu -180 °C. Daneben wirken sie in Kühlaufbauten von Lkw-Aufliegern strukturell verfestigend. Auch in der Caravan- sowie in der Snowboard-Herstellung werden die lösemittelfreien PUR-Klebstoffe eingesetzt. Rund vier Jahre intensive Forschungsarbeit hat Klebstoff-Weltmarktführer Henkel in die für die Windkraftbranche bislang völlig neue Technologie investiert. Herausgekommen sind bislang fünf Loctite-Klebstoffe, die durch den Germanischen Lloyd unter diversen Kriterien geprüft und allesamt zertifiziert sind.

Ein für Produktionsprozesse entscheidendes Merkmal von PUR-Klebstoffen ist die im Vergleich zur etablierten Epoxidharz-Technologie niedrige Exothermie und das mit ihr einhergehende geringe Schrumpfverhalten. Obwohl Polyurethan-Klebstoffe in der Lage wären, ohne externe Energiezufuhr auszuhärten, wird der Prozess üblicherweise durch Energiezufuhr beschleunigt. Während Epoxidharz-Klebstoffe einen relativ großen Wärmeeinsatz benötigen, härten Polyurethan-Klebstoffe bei geringerer Wärmezufuhr aus. Dadurch reduzieren sie den Energiebedarf substanziell und benötigen weniger Zeit.

Dabei lässt sich die Aushärte- und somit die Produktionsgeschwindigkeit über die zugeführte Wärme steuern. Als grobe Faustregel gilt: Eine Temperaturerhöhung um 10 °C halbiert die Aushärtezeit. Dieses Katalyse-gesteuerte, schnelle Abbindeverhalten macht man sich inzwischen in der Reparatur- und Komponentenverklebung zunutze. Zudem lassen sich die Loctite-Produkte in ihrem Abbindeverhalten flexibel einstellen und die Polyurethanverbindungen härten zuverlässig vollständig aus.

Die vergleichsweise niedrigen Härtungstemperaturen und die niedrige Exothermie wirken sich materialschonend aus. Mit PUR-Klebstoffen verbundene Rotorblatthalbschalen zeigen beispielsweise im Laufe der Zeit weniger Spannungsrisse. Unterstützend macht sich auch die Elastizität der Klebstoffe bemerkbar. Auch hinsichtlich ihres Ermüdungs- und Alterungsverhaltens zeigt sich die PUR-Technologie überlegen.