Stark und Zäh – Sika stellt neuartigen Epoxidklebstoff vor

Ständige Lastwechsel und Temperaturschwankungen wirken auf das Rotorblatt und tragen einen erheblichen Teil zur Materialermüdung bei. Ein Rotorblatt ist bereits im durchschnittlichen Betrieb, nur durch den Turmdurchlauf, mehr als einer Million Lastwechsel pro Jahr ausgesetzt.

Ein weiterer Faktor ist, dass bereits bei der Blattherstellung Mikrorisse im Laminierharz sowie in der Klebstoffschicht entstehen. In gering belasteten Rotorblattbereichen sind diese eventuell vernachlässigbar, was ihren Einfluss auf die Lebensdauer betrifft, in stark beanspruchten mit Sicherheit nicht. Denn wenn diese kleinsten Risse wachsen und sich mit anderen Rissen verbinden potenziert sich die lokale Schwächung des Materials. Werkstoffbedingt lassen sich diese Mikrorisse oder Microcracks nicht vermeiden. Ursachen sind unter anderem Differenzen der thermischen Dehnung verschiedener Materialien wie zum Beispiel zwischen Glas-, Karbonfasern sowie den eingesetzten Laminierharzen und Klebstoffen.

Mikrorisse lassen sich reduzieren aber nicht vermeiden. Sehr wohl kann aber ihr Verhalten im Betrieb, also unter ständig wechselnder Belastung, so beeinflusst werden, dass eine deutlich längere Lebensdauer eines Bauteils erreicht wird. Komplex ist die Betrachtung der Rissentstehung und Rissfortbildung, anspruchsvoll ist auch die Formulierung eines Klebstoffes der dem dauerhaft entgegen wirkt. Ziel ist, das Risswachstum stoppen indem die
dabei freigesetzt Energie so umgewandelt wird, dass sie keinen Beitrag mehr zur Rissfortbildung leistet. Dies passiert durch elastische Verformung im Mikrobereich innerhalb der Klebstoffschicht. Ein derartiger Epoxidklebstoff ist somit stark in der Zugscherfestigkeit und gleichzeitig sehr zäh. Als Materialkennwerte werden hier die Bruchzähigkeit KIC und die kritische Energiefreisetzungsrate GIC herangezogen.

Die Sika nutzt eine verwandte Technologie in ihren crashfesten Karosserieklebstoffen. Um die dort bewährte Technik auf große Komposite Bauteile übertragen zu können, wurden neue Klebstoffe entwickelt die den enormen Dauerbelastungen, eines Rotorblatts im Betrieb, gerecht werden.

Ein führender Hersteller von Windenergieanlagen wird dieses Jahr die ersten Rotorblätter mit dem neuen SikaDur WTG bauen und testen. Die neue Sika Produktfamilie kann kundenspezifisch angepasst werden um optimale Blattherstellprozesse sicherzustellen. Für Reparaturanwendungen wird eine einfach zu verarbeitende Kartuschen Lösung angeboten.

Langlebigere Rotorblätter und effiziente Reparaturlösungen bedeuten eine deutlich bessere Anlagenverfügbarkeit und genau darauf richten Investoren ihr Augenmerk.