Lasermodul-Integration für Rotorblatt-Fertigung in Windenergieanlagen

Die Ausschreibung bezieht sich auf die Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Beschaffung, den Aufbau und die Inbetriebnahme eines Systems zur Einbindung eines CO2-Lasermoduls in eine bestehende Tragwerksstruktur, das BladeMaker Demo Center (BMC) des Fraunhofer IWES. Dieses System dient der Herstellung eines thermoplastischen Rotorblattgurtsegments mittels Laser-in-situ-Verfahren. Das Konzept muss die Integration des Lasermoduls, die Strahlführung vom Modul bis zur Scanneroptik und die Medienführung von der Laserquelle bis zur Schwerlastplattform oder Schleppkette umfassen. Die Konstruktion muss die dynamischen Anforderungen des BMC erfüllen, einschließlich eines Verfahrbereichs von mindestens 25 Metern, einer minimalen Geschwindigkeit von 1 m/min und einer maximalen Geschwindigkeit von 10 m/min, sowie einer Beschleunigung von über 0,5 m/s² und einem Ruck von maximal 10 m/s³ in allen Achsen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Berücksichtigung von Höhenunterschieden von bis zu 170 mm in Längsrichtung und 40 mm in Querrichtung des Rotorblatts. Die Strahlführung muss geschlossen, aber flexibel sein, um die Verfahrbarkeit des Z-Auslegers des BMC in y- und z-Richtung (±300 mm bzw. ±250 mm) zu ermöglichen. Die Scanneraufnahme muss direkt an der Halterung der Laserstrahlquelle aufgehängt werden und darf nicht am Z-Ausleger befestigt sein. Die Konstruktion muss eine sichere Führung des Laserstrahls gewährleisten, ohne frei zugängliche Laserstrahlung. Vorbereitung für die Kühlung von Umlenkspiegeln und die Spülung des Strahlengangs mit Anschlüssen und Drosseln für trockene und saubere Druckluft sind ebenfalls erforderlich. Die auf die Tragwerksstruktur des BMC wirkende Last des integrierten Lasermoduls darf eine Zuladung von 350 kg nicht überschreiten. Die Auslegung und Konstruktion müssen statische Nachweise beinhalten. Die Fertigung und Beschaffung umfassen alle relevanten Materialien und Komponenten sowie die Herstellung gemäß freigegebener Planung. Sicherheitsschalter an den Spiegelgehäusen sind vorzusehen. Der Aufbau erfolgt am Fraunhofer IWES in Bremerhaven. Vor der Inbetriebnahme des Lasermoduls sind Testläufe mit einem Dummygewicht zur Analyse von Schwingungen, Ruck und Kräften durchzuführen. Die Abnahme erfolgt in drei Schritten: mit Dummygewichten, im Betriebszustand nach Inbetriebnahme des Lasermoduls und durch Nachweis der Erfüllung des Lieferumfangs. Die Dokumentation muss 3D-CAD-Modelle, statische Berechnungen, Zusammenbauzeichnungen, Schnittstellenbeschreibungen, Aufstellungszeichnungen, Medienpläne, Stücklisten sowie Ergebnisse von Testläufen und Inbetriebnahme umfassen. Eine Option für den Rückbau und die Entsorgung der Komponenten nach Projektende ist anzubieten.