德国弗劳恩霍夫科学院先进材料与制造技术研究所（Fraunhofer IFAM）成功完成由德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）资助的联合项目“OptiBlade”的子项目——通过无脱模剂工艺和材料系统优化转子叶片生产。在Fraunhofer IFAM新开发的低压等离子体装置中，2.1米宽的薄膜半管配备了超薄等离子体聚合物释放层。
通过在联合项目“OptiBlade”的子项目“用于优化转子叶片生产的隔离膜技术”中开发无脱模剂的工艺和材料系统，Fraunhofer IFAM的研究人员与他们的合作伙伴Olin Blue Cube和Infiana，成功地优化了风力涡轮机的转子叶片生产，从而为大幅降低其制造成本提供了基础。实现了成本效益高的生产自动化，包括提高质量保证，改善生产过程中的健康保护和人体工程学，将使风力涡轮机的扩建能够在2050年能源概念的背景下向前推进。
新型等离子设备的超宽PeelPLAS®隔离膜
作为该项目的一部分，Fraunhofer IFAM不仅启动了一个专门设计的用于幅材的新型低压等离子体装置，还开发了等离子体工艺，可用于将超薄等离子体聚合物释放层应用于宽达2.4米的聚合物膜半管。由此产生的柔性可拉伸成型PeelPLAS®隔离膜展开时宽度可达4.8米。对于生产由纤维增强塑料（FRP）制成的转子叶片的更宽的模具，这种隔离膜也可以焊接。
用于1:1规模的无脱模剂转子叶片生产
此外，通过特殊开发的工艺，可以将折叠至4.2米的PeelPLAS®离型膜半管像第二层皮一样拉伸到Fraunhofer IWES的18米长分段模具上，以生产40米长的FRP转子叶片。随后，与合作伙伴Olin Blue Cube一起在模具中制造了转子叶片演示器。由于等离子体层与薄膜的良好粘附性，可以在不使用传统脱模剂的情况下使用PeelPLAS®隔离膜进行脱模，并立即进行进一步处理：从大型FRP部件上去除薄膜后，其环氧树脂基体可以涂上转子叶片修复涂层，而无需进一步预处理。即使在冷凝水试验中暴露1000小时后，涂层仍然显示出优异的粘附性。
Fraunhofer IFAM专家开发的等离子体涂层柔性PeelPLAS®隔离膜是基于热塑性弹性体膜。该隔离膜已成功用于生产由纤维增强塑料制成的无污染大型部件，并不断开发以供进一步使用。它是传统脱模剂的替代品，并提供了无残留和可靠的部件脱模的优点。通过这种方式，离型膜确保了始终如一的高组件质量。
提高效率和可持续性
PeelPLAS®隔离膜的开发工艺不仅优化转子叶片的表面质量，还通过避免劳动和时间密集型工作，增加了工艺链附加值。
此外，在部件生产过程中，模具装载时间显著减少。这大大延长了模具的使用寿命，因为它们不再因研磨清洁过程而磨损。最后，该薄膜也可以用于更复杂的模具几何形状，它不仅可以保护固化的部件，而且可以很容易地从中去除，不会留下任何残留物。
前景展望
基于这些结果，作为BMWK第七届能源研究计划的一部分，将在计划中的合作项目“采用减排工艺生产可持续高效的转子叶片（NEOFOIL）”中开发一种新型等离子涂层多层膜。该薄膜将作为半永久性脱模薄膜固定在模具上，并可对FRP部件进行多次脱模。除了减少浪费外，这还将进一步减少所需的工作量和模具占用时间。因此，可以进一步降低转子叶片的制造成本并增加其可用性。
此外，“OptiBlade”研究项目中已经获得的知识和开发的技术不仅可以在转子叶片生产中进一步推进和实施，还可以转移到其他行业的生产过程中，如飞机、航天器、轨道车辆、商用车、汽车、造船或体育器材制造——以提高效率。
