Bei der Produktion von Rotorblättern für Windkraftanlagen werden allein beim Verkleben der bis zu 85 Meter langen Flügelhalbschalen große Mengen von Kunstharzen verarbeitet. Für das weitgehend automatisierte Dosieren, Mischen und Applizieren der meist hochviskosen Pasten rüstet die TARTLER GROUP seit bald drei Jahrzehnten namhafte Hersteller der Branche mit den modularen Mehrkomponenten-Anlagen seiner Baureihe Nodopox aus. Seitdem das Unternehmen vor etwa sechs Jahren auch die Entwicklung vakuumbasierter Entgasungsstationen startete, eröffnet es den Rotorblatt-Produzenten zudem die Möglichkeit, ihre Kunstharz-Verarbeitung erheblich material- und kostensparender zu gestalten. Technologische Maßstäbe hinsichtlich einer nachhaltigen Prozessoptimierung setzen hier inzwischen die neuen Vakuumanlagen TAVA 200 F. Denn durch das blasenfreie und vollständige Ab- und Umfüllen der Kunstharze in Deckelfässer machen sie den Weg frei für das sichere Materialhandling und die Realisierung ressourcenschonender und kostensenkender Aufbereitungsund Kreislaufprozesse.

Entgasungsstation senkt Materialverlust

Lange Zeit gehörte es zu den ständigen Ärgernissen bei der Rotorblatt-Produktion, dass sich größere Mengen sortenreiner Harzreste – aus angebrochenen Fässern oder aus der Rüstphase – nicht weiter- oder wiederverwenden ließen. Sie mussten ausgemustert und entsorgt werden, was auf der Kostenseite negativ zu Buche schlug und allen Ansätzen für einen nachhaltigen Umgang mit dem Material zuwiderlief. Mehrere Vor-Ort-Analysen der TARTLER-Ingenieure hatten beispielsweise zu Tage gefördert, dass selbst bei sach- und betriebsgerecht geleerten Fässern immer noch bis zu 14 kg Material in deren Foliensack (Inliner) zurückbleiben – deutlich sichtbar nach den Fasswechseln in den Dosierund Mischanlagen. Des Weiteren bleiben aus der Prüfung und Qualitätskontrolle der Mischungsverhältnisse ebenfalls etliche Kilogramm neuwertiger Werkstoff übrig – pro Rotorblatt! Hinzu kommen Restmengen aus Spülungen, Überschüssen und anderen Nebenarbeiten. Bislang aber ließ sich das an den verschiedenen Stellen anfallende Restmaterial nicht einfach wieder in die Produktion zurückführen. Der Grund: Beim Einfüllen in die Deckelfässer entstehen Lufttaschen, Luftblasen und somit auch Feuchtigkeit im Material. Bei einem Eintrag dieser „Störluft“ während der Entnahme, Förderung und Dosierung des Materials in die Pumpe der Dosier- und Mischanlage würde der Verarbeitungsprozess massiv behindert. Verfahrensabbrüche wären die Folge und das komplette System müsste (mehrfach) mit Material freigespült werden, bis es wieder luftfrei und einwandfrei arbeiten würde. All dies ginge einher mit erheblichen Materialverlusten und weiteren Kosten, da vorgefertigte Bauteile erneuert und vorgelagerte Prozesse aufwändig gereinigt werden müssten.

Materialreste zurückführen

Mit der Entgasungsstation TAVA 200 F bietet die TARTLER GROUP einen Ausweg aus diesem Dilemma. Denn mit diesem System lassen sich sowohl flüssige als auch pastöse Reste ohne „Störluft“ in Deckelfässer einfüllen und anschließend verlustarm und sicher wieder in den Verarbeitungsprozess einschleusen. Die auf diese Weise erzielten Einsparungen im Materialeinkauf können beachtliche Dimensionen erreichen. Einer der führenden Hersteller von Windkraftanlagen konnte seinen Kunstharz-Verbrauch durch den Einsatz der TAVA 200 F jüngst um etwa 28 Tonnen Kunstharzpaste jährlich reduzieren und so die Gesamtkosten in seiner Rotorblatt-Produktion erheblich senken. Damit wirkt er zugleich der Verschwendung entgegen und leistet einen stattlichen Beitrag zur Ressourcenschonung. Außerdem verbessert er die Ökobilanz seiner Wertschöpfungskette und verkleinert den ökologischen Fußabdruck seines Unternehmens.

Prozessintegrierter Kreislauf

Die Prozesse im sogenannten „Blade Bonding“ hat der angesprochene Rotorblatt-Hersteller insoweit optimiert, dass er eine TAVA 200 F fest in seine Kunstharz-Verarbeitung integriert hat. Hier werden die gesammelten Materialreste in betriebsübliche Spanndeckelfässer ein- und umgefüllt, entgast und von jeglicher Störluft befreit. Sobald ein Fass vollständig mit re-konditioniertem Material befüllt ist, lässt es sich wieder in einer 2KNodopox-Anlage (oder einer ähnlichen Maschine) zum Dosieren, Mischen und Auftragen des Kunstharz-Klebstoffs einsetzen. Auf diesem Weg kann der Hersteller fast alle unvermischten Materialreste wiederverwenden. Und nach Berechnungen von TARTLER lässt sich der Return-of-Investment bereits nach weniger als 24 Monaten erreichen. Erfreulicher Nebeneffekt: Da die Abfallmenge sinkt, schrumpft auch die Gebührenlast für deren Entsorgung.

Luftfrei bei YouTube

Kundengerecht konfiguriert und ausgeliefert wird die TAVA 200 F von SOMATA, einer Unternehmenstochter der TARTLER GROUP. Die Entgasungsstation wird serienmäßig für die luftfreie Ab- und Umfüllung von 200und 50-Liter-Fässern angeboten, auf Kundenwunsch aber auch auf andere Gebindegrößen angepasst. Sie besteht aus einer Vorrichtung zum Einspannen und Stabilisieren des Fasses, einem speziellen Kombiaufsatz zur synchronisierten Vakuumerzeugung und Befüllung, einer Vakuumpumpe und einer Steuerung mit Touchscreen. Alle Komponenten sind rundum zugänglich auf einem Sockel mit Fasszentrierplatte installiert. Während das Beschicken der Station, das Positionieren eines noch leeren Fasses und das Schließen der Spannvorrichtung manuell erfolgen können, laufen die Vakuumbeaufschlagung des Fasses und das nahezu gleichzeitige Einfüllen des Materials vollautomatisiert ab. Nach wenigen Minuten ist ein Fass luftfrei befüllt und steht für den Einsatz in der Produktion bereit. Anschaulich in Szene gesetzt ist dieser Ablauf in einem Video im YouTube-Kanal von SOMATA.

SICHERE UND RESSOURCENSCHONENDE PROZESSE

Über die TAVA 200 F hinaus bietet die TARTLER GROUP drei weitere Systemlösungen für die Entgasung hoch- und niederviskoser Materialien an. Es sind dies die Fasswechselanlage TAVA D sowie die Evakuierungsanlage T-EVAC in ihrer Offlineund Inline-Konfiguration. Sie alle basieren auf der Vakuumtechnik und dienen dem Ziel, das Handling pastöser und dünnflüssiger Medien von Störluft und Feuchtigkeit zu befreien – sowohl beim Abfüllprozess als auch bei der Zuführung in die Verarbeitungsanlage. Wie am Beispiel der TAVA 200 F gezeigt, lassen sich die Systeme außerdem zur produktionsintegrierten Re-Konditionierung von Materialresten, zur gezielten Abfallreduzierung und zur Realisierung von betriebsinternen Materialkreisläufen einsetzen.

Modifizierte Polyurethane, Epoxidharze und flexible Glasfaserprodukte bestimmen weltweit die Konstruktion und Produktion moderner Windkraft- Rotorblätter für On- und Offshore- Anlagen. Sie werden nicht nur beim Bau der großen Formen und Modelle zur Applikation von Tooling- Pasten und EP-Harzen verwendet sowie für die Herstellung der beiden Flügel-Halbschalen und ihre klebetechnische Verbindung, sondern auch zum Auftragen wetterfester Oberflächenschichten sowie zum Anbringen von Ausgleichsmassen und zahlreiche Feinarbeiten im Rahmen des Finishings. Für all diese Aufgaben setzen etliche namhafte Hersteller der Windenergie-Branche wie etwa TPI oder Vestas auf die modularen Systemlösungen des deutschen Anlagenbauers TARTLER. Dabei sind es nicht nur die Dosier- und Mischmaschinen der Baureihen Nodopur, Nodopox und Tardosil, die inzwischen in zahlreichen Manufakturen der Rotorblatt-Fertigung zu finden sind. Steigender Nachfrage erfreuen sich auch die innovative Entgasungsstation T-EVAC für Infusionsharze sowie der inzwischen zum Patent angemeldete Vakuum-Fasswechsel von TARTLER, mit dem sich dank der Wiederaufbereitung von reinen Restmengen eine deutliche Abfallreduktion erzielen lässt. „Häufig ermöglichen unsere Lösungen den Herstellern die Umsetzung wichtiger Maßnahmen zur Prozessoptimierung und Automatisierung. Außerdem unterstützen sie den verlustfreien Materialeinsatz und erhöhen die Sicherheitsstandards beim Umfüllen der Kunstharz-Komponenten aus den Gebinden der Materiallieferanten“, erläutert Firmenchef Udo Tartler.

Grundieren und Auswuchten

Die Applikation der Gel-Coatings auf die Innenflächen der Kavitäten vollziehen viele Rotorblatt-Produzenten mit den 2K-Dosier- und Mischanlagen Nodopur oder Tardosil von TARTLER. Mit diesen Anlagen lassen sich die Grundierungen aus Kieselsäure und angedickten Kunstharzen, die vorrangig dem mechanischen Schutz der Oberflächen und ihrer Versiegelung gegen Feuchtigkeit dienen, sehr homogen und zügig auftragen. Dafür sorgen unter anderem integrierte Volumenstromregelungen, mit denen sich Mischungsverhältnisse und Ausstoßmengen automatisch abstimmen lassen. Beide Anlagen werden mit SPS von Siemens gesteuert, eignen sich für verschiedene Dosierverhältnisse und lassen sich mit unterschiedlichen Mischköpfen aus dem TARTLER-Sortiment betreiben. Wie ihr Name andeutet, sind die Nodopur-Anlagen prädestiniert für die Verarbeitung von Polyurethan- und Epoxidharzen, während die Tardosil-Maschinen darüber hinaus für Silikone ausgelegt sind. „Beide Baureihen kommen auch zum Einsatz, wenn zum Auswuchten genau dosierte Ausgleichsmassen in die Rotorblätter eingebracht werden“, ergänzt Udo Tartler.

Vakuuminfusion und Materialentgasung

Für die Vakuum-Direktinfusion, dem von TARTLER entwickelten und zum Patent angemeldeten Verfahren für die Windflügel-Produktion, wird vielerorts die Zwei-Komponenten-Dosier- und Mischanlage Nodopur verwendet. Sie kann bis zu 30 Liter pro Minute ausstoßen, hat eine automatische Vakuum-Nachfülleinheit und eine Siemens-SPS mit Touch-Screen. Für diese Anlagenvariante bietet TARTLER eine Vielzahl verschiedener Mischköpfe an sowie die Option, sie zur Optimierung des Handlings mit einem schwenkbaren Ausleger auszurüsten. Darüber hinaus lässt sich diese Infusionsanlage – wie viele andere Maschinen des Unternehmens auch – mit der Vakuum-Entgasungsstation T-EVAC kombinieren. „Diese Station dient der prozessintegrierten und sicheren Evakuierung von Luft und Feuchtigkeit aus den Kunstharzen und Härtern – vor dem Dosieren und Mischen“, betont Udo Tartler.

Kleben und Finishen

Nachdem beide Flügelhalbschalen per Vakuuminfusion zu ihrer Form gefunden haben, werden sie passgenau zum fertigen Rotorblatt verklebt. Seit Jahren geschieht dies vielerorts mit den TARTLER-Anlagen der etablierten Baureihe Nodopox, die konzipiert sind für die Verarbeitung und Applikation hochviskoser, pastöser Kunststoffe. Neue Maßstäbe setzt hier seit geraumer Zeit eine Nodopox-Variante, die mit dem integrierten vakuumgestützten Fasswechselsystem TAVA D zur Abfallreduzierung und einem schwenkbaren Mischkopfgalgen mit 5-Meter-Radius (Option) ausgerüstet ist. Diese Anlage verfügt ebenfalls über eine Siemens-SPS mit Touch-Screen und eine Volumenstromregelung. Sie kann mit verschiedenen TARTLER-Mischköpfen arbeiten und bringt bis zu 20 Kilogramm Klebstoff pro Minute aus.

Eine weitere typische „Klebstoffanlage“ von TARTLER ist eine Nodopox, deren Ausstattung auf sogenannte Lightning- und Insert-Anwendungen in der Rotorblatt-Produktion abgestimmt ist. Udo Tartler erklärt: „Dabei kommen Klebstoffe zum Einsatz, die dosiert und vermischt und in geringeren Mengen appliziert werden müssen – beispielsweise zur Befestigung von Blitzableitern oder das Einbringen von Inserts zur Schraubmontage kompletter Flügel. Diese Anlagen werden sowohl manuell betrieben als auch in Kombination mit Robotern und Handlingeinheiten. Geht es schließlich um das Füllen und Glätten der Klebekanten, so ist es wiederum die eingangs erwähnte Tardosil, mit der sich die dafür verwendeten Putty-Spachtelmassen genau und schnell dosieren, mischen und auftragen lassen. Auch in diesem Fall bietet TARTLER seinen Kunden zahlreiche Möglichkeiten der einsatzspezifischen Anpassung. Dabei bietet das große Repertoire an Modulen viel Freiraum für die optimale anwendungsspezifische Individualisierung der Anlagen.

Individuelle Feinabstimmung

Da TARTLER also in der Lage ist, alle Anlagen sehr genau auf die konkrete Bedarfslage und die Vor-Ort-Situation des Kunden anzupassen, fügen sie sich als maßgeschneiderte Systemlösungen meist nahtlos ein in dessen Produktionslandschaft. Häufig bilden sie hierbei einen wichtigen Leistungsfaktor in den zunehmend automatisierten Abläufen der modernen Rotorblatt-Fertigungslinien. „Da wir den Herstellern mit unserer vakuumgestützten Fasswechselanlage TAVA D und der Vakuum-Abfüllanlage TAVA F sowie der Flüssigharz-Evakuierungsanlage T-EVAC in der Offline- und Inline-Variante gleich mehrere innovative Schnittstellen-Lösungen zur Verfügung stellen, eröffnen wir viele zusätzliche Möglichkeiten zur Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung bei der Verarbeitung und Applikation der Kunstharze“, sagt Udo Tartler.

Seit vielen Jahren bereichert der Einfallsreichtum der Ingenieure von TARTLER die Kunstharz-Verarbeitung in vielen Branchen. Das zeigt sich an den Innovationen im Bereich der Dosier-, Misch- und Abfüllanlagen genauso wie in dem wachsenden Angebot an Zubehör- und Einwegteilen. Dessen Keimzelle bildet nach wie vor das  fein abgestufte Sortiment an dynamischen Einweg-Mischern für das Verarbeiten hoch- und niederviskoser, gefüllter und flüssiger Materialien. Darüber hinaus bietet TARTLER eine Vielzahl von Aufsätzen, Adaptern sowie Sicherheits- und Verbindungselementen für spezielle Aufgaben und Verfahren der Kunstharztechnik. Die Auswahl reicht von verschiedenen Pastendüsen über diverse Kartuschen-Adapter bis hin zu Berstschutzrohren für Mischer sowie Formanschlüsse für das Resin Transfer Molding (RTM) und Kunstharz-Gießen. Einige dieser Einwegteile sind im Rahmen des Projektgeschäfts als kundenorientierte Lösungen entstanden, andere wurden als eigenständige Produktlinien ins Leben gerufen.

MISCHER UND DÜSEN FÜR ALLE FÄLLE

Allen Zubehörteilen von TARTLER ist gemeinsam, dass sie entweder die Handhabung während der Applikation vereinfachen, die Qualität der Mischung verbessern, den Ausschuss reduzieren oder Prozesse optimieren. So erlauben die Einwegmischer von TARTLER dank der besonderen Stabilität ihrer Seele nicht nur die Aufnahme höherer Torsionskräfte als üblich, sondern aufgrund ihrer Spiralgeometrien auch die optimale Anpassung an nahezu jede dosier- und mischtechnische Zielsetzung. Zudem gibt es diese Mischer – bestehend aus Seele und Hülse – für den herkömmlichen Hakenanschluss und für den patentierten selbstschneidenden Gewindeanschluss. Für Anwender, die hochviskose Pasten aufbringen, bietet TARTLER eine vielseitige Auswahl von Auftragsdüsen aus Kunststoff oder Edelstahl. Je nach Ausführung haben sie verschiedene Auslassöffnungen, verfügen über feste oder drehbare Schlauchanschlüsse oder sind ausgelegt für die automatisierte CNC-Applikation. Wer flüssige Kunstharze in dünnen Schichten bahnförmig applizieren will, findet im Zubehörprogramm von TARTLER spezielle Breitstrahldüsen in verschiedenen Varianten. Und für Anwendungen, die einen rotativen Materialaustrag erfordern, offeriert das Unternehmen exakt darauf abgestimmte Schleuderscheiben. Diese kommen unter anderem beim Auskleiden von Rohren und Hohlkörper-Bauteilen zum Einsatz.

ABDICHTEN, VERBINDEN UND VERTEILEN

Als überaus erfolgreiche Detailinnovation für das Kunstharzgießen und das RTM-Verfahren (Resin Transfer Molding/ Spritzpressen) etabliert, hat sich der Flowstop von TARTLER. Dieser selbstverschließende Anschlussstopfen verhindert den Medienrückfluss beim Befüllen der Form. Er ist so konstruiert, dass er sich nach dem Einspritzen der Kunstharzmischung selbststätig verschließt und die Form abdichtet, so dass ihr Innendruck stabil bleibt. Das Einwegteil gibt es serienmäßig für Drücke von 0 bis 30 bar; es wird einfach in die Form eingelegt. Weitere für TARTLER typische Detailinnovationen sind die arretierbare Schlauchklemme zum sicheren Verbinden von Mischern und Schläuchen sowie der Y-Verteiler, mit dem sich Medienströme vereinen und teilen lassen.

ADAPTER IN GROSSER AUSWAHL

Wer vorrangig kleine Kunstharzmengen manuell mit marktüblichen Pneumatik-Dispensern verarbeitet und den neuen Kartuschenmischer-Aufsatz LC-DCM von TARTLER nutzt, für den hält das Unternehmen in seinem Zubehör-Portfolio eine Vielzahl passender Adapter bereit. Damit lässt sich der LC-DCM beispielsweise im Handumdrehen mit den F- und C-Systemen von Sulzer oder mit dem Side x Side-System von Nordson EFD koppeln. Der Kartuschenaufsatz von TARTLER ermöglicht das dynamische 2K-Mischen und erschließt dem Kleinmengen-Anwender die Qualitätsvorteile der dynamischen Dosier-und Mischtechnik aus der industriellen Großmengen-Applikation. A propos industrielle Kunstharz-Verarbeitung: Für die vorwiegend eingesetzten großen Mehrkomponenten-Mischköpfe finden sich im Zubehör-Angebot von TARTLER hochwertige Berstschutzrohre (für Mischer mit und ohne Drehzahlabfrage) sowie verschiedene Testvorsätze und ein reinigungsfreundlicher Mischeranschluss mit glatter Oberfläche. Schmiermittel (Tarmollfett) für Pumpen und Mischköpfe sowie temperaturbeständige PVC-Druckschläuche mit verschiedenen Durchmessern runden die derzeitige TARTLER-Auswahl an Einweg- und Zubehörteilen ab. Wer das Geschehen rund um das hessische Unternehmen bislang aufmerksam verfolgt hat, der weiß: Dieses Sortiment an cleveren Problemlösungen wird in den nächsten Monaten weiter wachsen.

Enorme Zeitersparnis

Bei der neuen Clay-Applikationsmaschine der TARTLER GROUP handelt es sich um eine schlank bauende Systemlösung, bestehend aus einer manuellen oder automatischen Zuführung, einer temperierten Pumpeneinheit und einer Dosierleitung mit Applikationsdüse.
Bedient wird die Anlage über eine Steuerung mit Touchscreen.
Der Clay-Austrag erfolgt sehr gleichmäßig, mit konstanter Materialtemperatur und in der Standardausführung der CAMA 01 mit einem Ausstoß von bis zu 1,2 kg/min. Zur Optimierung der Applikation lassen sich verschiedene Düsen einsetzen und die Ausstoßmenge kann individuell geregelt werden. Alle wichtigen Parameter des Applikationsprozesses werden protokolliert.
Im Vergleich mit den bisher üblichen Methoden des Clay-Modeling spart der Anwender mit der neuen CAMA 01 enorm viel Zeit und macht den ganzen Auftragsprozess zu einer sehr kontrollierten und sauberen Angelegenheit. Darüber hinaus kündigt Udo Tartler bereits
die Markteinführung der nächstgrößeren Schwestermaschine CAMA 02 an, deren Entwicklung kurz vor dem Abschluss steht: „Mit einem Ausstoß von über 3,0 kg/min erschließen wir unseren Kunden damit noch mehr Optimierungspotenzial“, sagt der Firmenchef.

Vollautomatisierung ist möglich

Was die TARTLER GROUP und ihr Tochterunternehmen SOMATA den Modellbauern und Designern mit der neuen Clay-Applikationsmaschine bietet, ist das innovative Ergebnis eines knapp zweijährigen Entwicklungsprojekts, in das das gesamte fluidtechnische Knowhow des
Anlagenbauers aus der Herstellung von automatisierten Kunstharz-Dosier- und Mischanlagen mit eingeflossen ist. Auf der Basis dieser über viele Jahrzehnte gewachsenen Engineering-Erfahrungen hat man sich bei der SOMATA zudem dafür entschieden, die CAMA 01 in der Basisausführung als halbautomatisches und sehr einfach bedienbares System bereitzustellen, dass sich auch an Handlingvorrichtungen und Roboter anbinden lässt. Der Anwender kann also in Zukunft mit einer Anlage sowohl eine manuelle als auch die vollautomatische Clay-Applikation durchführen. „Die Schnittstellen dafür sind bereits vorgesehen und eine automatisierte Nachfülleinheit ist bereits in Vorbereitung“, betont Udo Tartler.
Mit dieser Auslegung dürfte es die neue Clay Application Machine der TARTLER GROUP vielen Industriedesignern und Modellbauern leicht machen, sich von der händischen Clay-Bepastung zu verabschieden.