Rapid Tooling: Formwerkzeug für Rotorblätter

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Mitten in und allen Einschränkungen der Corona-Pandemie zum Trotz entwickelten und fertigten Wissenschaftler der BTU (Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg) ein Formwerkzeug für Rotorblätter von Kleinwindkraftanlagen.

„Eigentlich war geplant, dass ich vor Ort beim spanischen Unternehmen CNC Barcenas die Entwicklung der 3D-Druck gerechten Formwerkzeuge sowie die Optimierung der Fertigungsparameter und gezielte Materialanordnung für darauffolgende Aushärtungsprozesse betreue. Wegen Covid-19 haben wir kurzfristig umdisponiert und das Projekt per Videochat und Bildschirm-Teilung mit allen Partnern erfolgreich zu Ende geführt.“
(Jonas Krenz, Fachgebiet polymerbasierter Leichtbau, BTU)

Kunststoffgranulat wird aufgeschmolzen und in 8 mm breiten Raupen, schichtweise aufgetragen (Quelle: BTU)

Der klassische Herstellungsprozess solcher Formwerkzeuge ist teuer und zeitaufwändig. Denn bisher wird hochpreisiges Blockmaterial übereinander geklebt und anschließend wieder abgefräst wird, um die Bauteilgeometrie abzubilden.

Die BTU-Forscher unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Holger Seidlitz wählten für die Fertigung des Formwerkzeugs einen neuen Weg, das Rapid Tooling. An den relevanten Bereichen des Formwerkzeugs wurde Kunststoffgranulat aufgeschmolzen und in 8 mm breiten Raupen, schichtweise aufgetragen. Das so entstandene Negativ-Formwerkzeug ist leicht und transportabel.

„Nach dem Überfräsen, Polieren und Auftragen von Trennmittel können darin direkt die Faserlagen für das zukünftige Rotorblatt abgelegt und weiterverarbeitet werden.“
(Jonas Krenz, Fachgebiet polymerbasierter Leichtbau, BTU)

Das Verfahren hat mehrere Vorteile:

  • Die Fertigungsgenauigkeit ist dank hohem Automatisierungsgrad besser
  • Das Nachdrucken istjederzeit möglich, Lagerung genutzter Werkzeuge entfällt.
  • Ausgediente Werkezuge können recycelt, das R-Granulat zum 3D-Druck neuer Geräte wiederverwendet werden.

Der 3D-Druck hat im Projekt vor allem einen wirtschaftlichen Nutzen durch effizienten Materialeinsatz sowie die verkürzte Fertigungszeit im Formenbau.

Kurzer Film zum Projekt:

Bild oben: Formwerkzeug zur Fertigung von Rotorblättern (Quelle: BTU)

Quelle und weitere Infos: BTU

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