Verbund
WindDruck
Kurzbeschreibung
Flügel von Windkraftanlagen (WKA) bestehen aus Glasfaser verstärktem Kunststoff, welcher so gut wie gar nicht recycelt werden kann. Sie werden teuer von Hand gefertigt und bilden den größten Kostenpunkt in einer WKA. Das Projekt WindDruck erforscht, wie diese Flügel zukünftig aus recyclingfähigen und nachwachsenden Materialien auf 3D-Druckern gefertigt werden können. Die Vision dabei ist, die Flügel am Aufstellungsort der Anlage auf mobilen 3D-Druckern individuell angepasst herzustellen.
Projektinfos
Projektlaufzeit
01.10.2022 bis 31.10.2024
Förderlinie
Kompetenzzentren
Hintergrund
Aktuelle gesellschaftliche Entwicklungen in Bereichen wie Elektromobilität, Klimatisierung und Wärmepumpenausbau führen zu einem wachsenden Energiebedarf. Kleine dezentrale WKA könnten in der Lösung dieser Herausforderungen eine entscheidende Rolle spielen. Hinzu kommt, dass vorrangig fossile Kunststoffe als kostengünstigster Werkstoff eingesetzt werden, obwohl es mittlerweile nachhaltige Alternativen auf dem Markt gibt. Präferierter Werkstoff ist hierbei Lignin, welches ein pflanzliches Abfallprodukt aus der Papierherstellung ist. Dieser Werkstoff muss jedoch an die hohen technischen Anforderungen angepasst werden, was durch ein simuliertes Flügeldesign und gezielte Naturfaserverstärkung realisiert wird. Im Zusammenspiel mit dem 3D-Druck ist hierbei ein Höchstmaß an gestalterischer Freiheit im Flügeldesign gegeben. Bisherige 3D-Druckverfahren bieten bis jetzt jedoch nicht das Gesamtpaket aus einem nachhaltigen faserverstärkten Werkstoff in einer gleichzeitigen Large-Scale-Anwendung.
Projektinhalte
Als Benchmark dient aus sicherheitsrelevanten Aspekten der klassisch gebaute Flügel aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff.
- Erfassung der technischen Anforderungen von Flügel und Material bezüglich der konventionellen Fertigungstechnologie
- Entwicklung von Methoden für optimiertes Flügeldesign und daraus resultierende Faserverstärkung in einem 3D-Druckprozess
- Entwicklung eines 3D-Druckverfahrens zur Verarbeitung von Lignin basierten Bio-Kunststoffen für eine Large-Scale-Anwendung
- Entwicklung einer Druckvorrichtung zur Verarbeitung einer nachhaltigen (Natur-)Faserverstärkung
- Entwicklung von Prüfungsumgebungen zur Validierung der Anwendung
Ziele
Das Projekt wird eine wichtige Komponente für die zukünftige Nutzung von dezentralen Windkraftanlagen in Berlin liefern. Es wird erstmals zeigen, dass die Flügel einer WKA auch im großen Maßstab wirtschaftlich und nachhaltig mittels 3D-Druck produziert werden können. Das entwickelte Verfahren wird hierbei eine erhebliche individuell optimierte Vielfalt an Flügeldesigns ermöglichen.
