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Prüfzentrum und Qualitätssicherung für die Windenergie

Als unabhängiges und zuverlässiges Entwicklungs- und Prüfzentrum unterstützen wir Hersteller von Windkraftanlagen, Komponentenhersteller im Entwicklungs- und Zulassungsprozess und Energieerzeugungsunternehmen bei der Schadensanalyse, Produktoptimierung und Strukturüberwachung. Dabei bieten wir Lösungen, die Entwickler und Konstrukteure in puncto Produkt- und Betriebssicherheit, Lebensdauer sowie Qualitätssicherung zuverlässig unterstützen. Bei IMA Dresden werden Werkstoffe, Strukturen, Komponenten oder Bauwerke umfänglich geprüft, einschließlich Charakterisierung, Festigkeitstests, Prüfung der Betriebsfestigkeit und Systemtests.

Mit unserer materialspezifischen Erfahrung gestalten wir Normen und Fertigungstechnologien und durch die Mitwirkung in Fachgremien, wie der Industrievereinigung verstärkte Kunststoffe e.V. (AVK), stehen wir in stetigem Austausch mit allen Marktteilnehmern.

Unser Testportfolio deckt das komplette Prüfspektrum ab, vom Test der Grundwerkstoffe für den Faser-Kunststoff-Verbund bis hin zum Full-Scale-Test an Rotorblättern in Originalgröße:

  • Full-Scale-Test an Rotorblättern (statisch, zyklisch, Modalanalyse)
  • Struktur- und Komponententests
  • Werkstoffprüfung zur Kenndatenermittlung (statisch, zyklisch, dynamisch)
  • Darüber hinaus bieten wir Ihnen weitere entwicklungsbegleitende Dienstleistungen:
  • FVK-Engineering (Komplettlösungen aus einer Hand – von der Konzeptentwicklung bis zum Prototypentest)
  • Faserverbundtechnikum (Prototypen- und Probenfertigung, Technologieentwicklung)
  • Erarbeitung von Prüfkonzepten
  • Finite-Elemente-Analyse und Mehrkörpersystem-Simulation
  • Betriebsfestigkeitsanalysen
  • Werkstoffdatenbanken

 

Unser Leistungsspektrum

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Messungen und Messfahrten

Beanspruchungen im realen Einsatz werden je nach Anwendungsfall durch Messungen, Messfahrten und Dauerüberwachung erfasst. Wir führen Messungen mechanischer und elektrischer Größen bei statischer und dynamischer Beanspruchung unter Betriebsbedingungen durch, installieren komplette Messketten einschließlich Prozessanpassung.

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Materialprüfung Kunststoffe und Verbundwerkstoffe

Vom Grundwerkstoff über die Fertigungstechnologie bis zur Zulassung des fertigen Produktes - unsere Werkstoffprüfungen sind DAkkS- und NADCAP-akkreditiert. Dies umfasst sowohl statische, zyklische und dynamische Prüfungen als auch statische Langzeitprüfungen, inklusive Probenfertigung.

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Materialprüfung Metalle

Unsere Werkstoffspezialisten begleiten Sie bei der Durchführung Ihrer Prüfprogramme sowie Standardisierung, Zulassung und Zertifizierung von Werkstoffen oder Herstellungsverfahren. Dabei stehen wir während des gesamten Prüfablaufs an Ihrer Seite, von der Beratung, Versuchsplanung und Probenfertigung, über die Prüfung an sich bis hin zum fertigen Prüfbericht.

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Materialographie

Ob zur Qualitätssicherung, Schadensfallanalytik oder für Forschung und Entwicklung – in unseren akkreditierten Materialographielaboren nehmen wir sowohl metallische als auch nichtmetallische Werkstoffe unterschiedlichster Zusammensetzung mit qualitativen und quantitativen Charakterisierungsverfahren unter die Lupe. Dies beinhaltet auch die Probenpräparationsverfahren und bis hin zur Analyse, Bewertung und Dokumentation der mikroskopischen Untersuchungsergebnisse.

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Schadensanalysen

Ursachen und Auswirkungen experimentell ermitteln - wir bewerten Schadensfälle und unterstützen so bei der Ursachenklärung. Unsere erfahrenen Ingenieure helfen Ihnen, unerwünschte Schadensphänomene bis ins Detail zu ergründen – etwa mittels Materialographie, akustischer Schadensdetektion oder zerstörungsfreien Prüfverfahren.

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Zerstörungsfreie Prüfung

Zur Untersuchung der Schädigung bei der Bauteilprüfung, bei der Aufklärung von Schadensfällen, als Werkzeug der Qualitätskontrolle und vorallem zur Wartung und Instandhaltung setzen wir zahlreiche zerstörungsfreie Prüfverfahren ein. Qualifiziert nach den Normen ISO 9712 und EN 4179 führen wir Prüf- und Inspektionsaktivitäten für nahezu alle Branchen einschließlich der Luftfahrt aus.

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Simulation und Festigkeitsbewertung

Als ganzheitlicher Entwicklungspartner bieten wir schon im Konstruktions- und Auslegungsprozess zuverlässige Aussagen zur Bemessung von Bauteilen und zur Lebensdauer, indem wir Bauteilfestigkeiten ermitteln und Spannung, Verformung und Stabilität untersuchen. Mittels rechnerischer Festigkeitsnachweise werden Konstruktionen optimiert und betriebssicher ausgelegt.

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Umweltsimulation und Schwingung

Äußere Einflüsse wie beispielsweise Vibrationen, Stöße, Kälte, Wärme, Feuchtigkeit oder Spritzwasser bilden wir auf Schwingtischen und in Klimakammern ab und unterziehen Ihr Produkt beispielsweise der Schwingungsprüfung, Schockprüfung, Klimaprüfung, Wöhlerlinienermittlung, Druckimpulsprüfungen, Berstdruckprüfung, Dichtheitsprüfung, Korrosionsprüfung und Transportsimulation.

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Werkstoffdatenbanken

Die Datenbanken unserer WIAM®-Produktlinie stellen Werkstoffinformationen und Kennwerte bereit, welche für die Werkstoffauswahl, Konstruktion, Normung, Berechnung und Simulation zuverlässig genutzt werden. Der Datenpool greift auf Material- und Grundlagenversuche aus den letzten fünf Jahrzehnten zurück, und neue Werkstoffe werden systematisch integriert.

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Training und Seminare

Profitieren Sie von unserem branchenübergreifenden Know-How: In Schulungen und Seminaren direkt bei Ihnen im Unternehmen oder an unserem Standort erhalten Sie umfangreiches Fachwissen - von Lehrgängen für zerstörungsfreie Prüfung (ZfP/NDT) über die FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis von Maschinenbauteilen“ bis hin zu Software-Anwenderschulungen für WIAM® fatigue RIFEST.

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Software- und Softwarelösungen

Das Management von Daten und Dokumenten aus Prozessabläufen in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Simulation und Berechnung, Labor, Qualitätsmanagement, Process Development und Produktionsplanung haben wir gelöst - mit den WIAM® Datenbanksystemen bieten wir passende Softwarelösungen mit flexiblen Datenstrukturen, Darstellungsmöglichkeiten und Auswertungen.

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Werkstoffprüfung

Wir bieten Ihnen umfassende Erfahrungen zur Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Materialprüfungen an für Windkraftanlagen typischen Werkstoffen wie etwa glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), Metalle und Klebstoffe. Diese beinhalten quasistatische, zyklische und dynamische Prüfungen als auch statische Langzeitprüfungen. Extreme Temperatur- und Klimabedingungen sind dabei ebenso realisierbar wie Medieneinflüsse. Durch die flexible DAkkS-Akkreditierung der Prüflabore können wir schnell auf veränderte oder spezifische Kundenbedürfnisse eingehen. Wir stehen Ihnen gern für alle Fragen der Prüfungsauswahl, Planung und der Interpretation der Ergebnisse zur Verfügung. Prüfmethoden werden durch uns kritisch auf Ihre Eignung bewertet und optimiert. Über die Laminatherstellung und Werkstoffprüfung hinaus sind umfassende Erfahrungen im Bereich der Klebetechnik, Laminatberechnung sowie Zertifizierung und Überwachung vorhanden.

Unser Haus verfügt über ein Faserverbundtechnikum, in dem wir die Fertigungskompetenzen und das materialspezifische Grundlagenwissen bündeln. Als kompetenter und erfahrener Partner beraten wir Sie bei der Einführung effektiver Fertigungstechnologien oder beim Prototypenbau und der Erstmusterfertigung. Die Werkstoffeinsatzberatung, die Konstruktion von Verbundwerkstoffen und die Unterstützung beim Aufbau eines fertigungsbegleitenden QM-Systems runden das Portfolio ab.

Wir bieten verschiedene Verfahren zur Laminatherstellung an und können somit flexibel auf Ihre Anforderungen und das Werkstoffverhalten reagieren:

  • Handlaminierverfahren
  • Vakuum-Infusionsverfahren (RIM, VARIM)
  • Injektionsverfahren (RTM, VARTM)
  • Pressverfahren
  • Wickelverfahren
  • Härtung und Temperung von Bauteilen und Laminaten

Weitere Information zur Materialprüfung.

Strukturen und Komponenten

Zwischen dem Material und dem Ganzblatt gibt es eine ganze Reihe von Bauteilen, die je nach Fertigung und Geometrie sowie in Abhängigkeit von Ihrer tatsächlichen Lage unterschiedlichen Beanspruchungen unterliegen. Insbesondere für kritische Rotorblattbereiche wie Klebnähte oder Übergänge senken experimentelle Untersuchungen das Entwicklungsrisiko entscheidend. Ob Rotorblattanschlüsse, Gurte, Blattsegmente oder Strukturverbindungen – mit unserer umfangreichen Expertise in Bauteilprüfungen und das tiefe Verständnis des speziellen Materialverhaltens sind Sie auf der sicheren Seite.

Prüfmethoden:

  • Mechanische Prüfung (statisch und Ermüdung) mit Universalprüfmaschinen von -4,0 MN (Druck) bis +2,0 MN (Zug) oder individuellen Prüfstände mittels Baukastensystem
  • Prüfung unter Umgebungseinflüssen (Verhalten bei Temperatur, Klima, Medien)
  • Schadensnachweis durch zerstörungsfreie Prüfung (Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung, Eindringprüfung, Endoskopie, Magnetpulverprüfung, visuelle Prüfung, elektronischer Klopftest)
  • Schadensanalyse per Mikroskop (Licht, Rasterelektron, AFM), Spektrometer oder akustischer Schadensdetektion
  • Optische 3D-Verformungs- und Dehnungsmessung (PONTOS, ARAMIS)

Rotorblatt (Ganzblatt)

Für die entwicklungsbegleitende Bewertung komplexer Rotorblattkonstruktionen und insbesondere für experimentelle Nachweise im Rahmen der Zulassung von Rotorblättern werden originalmaßstäbliche Gesamtstrukturtests des Blattes, so genannte Full-Scale-Tests, explizit gefordert. Basis der Tests ist die IEC 61400-23.

Zyklischer Rotorblatt-Test

Besonderheit unseres Prüfstandes ist das speziell für die Rotorblattprüfung entworfene Resonanzanregungssystem. Die Anregung wird über eine elektromotorische Exzenter-Einheit erzeugt. Diese auf dem Flügel montiert. Die Drehzahl des Antriebs wird über einen Frequenzumrichter so gewählt, dass das Rotorblatt einschließlich der Antriebseinheit mit der gewünschten Amplitude schwingt. Zusätzlich kann die Unwuchtmasse in gewissen Grenzen variiert werden. Selbstverständlich stehen für die Lasteinleitung auch hydraulische Aktuatoren bereit welche in einem Spannfundament unterhalb des Rotorblattes installiert werden können.

Quasi-statischer Rotorblatt-Test

Messung der Belastung, Durchbiegung und Dehnung an diskreten Positionen für mindestens zwei Belastungsrichtungen.

Engineering

Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung neuer Prüfprinzipien. Nutzen Sie hierzu unsere umfangreiche Erfahrung in der Konstruktion und im Bau von Prüfständen, in der Berechnung und Simulation, vor allem die Erkenntnisse aus zahlreichen bereits durchgeführten Prüfungen – vom Grundwerkstoff bis zum Großbauteil. Insbesondere für den Full-Scale-Test an Rotorblättern haben wir folgendes entwickelt:

  • Lasteinleitungen in Leichtbauweise
  • Schwenkbares Blattlager als adaptierbare Nachrüstlösung für bestehende Rotorblattprüfstände
  • Resonanzanregungssystem

Messungen im Betriebseinsatz

An Windkraftanlagen führen wir Messungen mechanischer, thermischer und elektrischer Größen bei statischer und dynamischer Beanspruchung unter Betriebsbedingungen durch, installieren komplette Messketten einschließlich Prozessanpassung, und übernehmen für Sie die Entwicklung und Fertigung aufgabenspezifischer Mess- bzw. Strukturüberwachungssysteme. Langjährige Erfahrungen garantieren effektive Problemlösungen für Zustands- und Belastungsanalysen. Bei unseren Vor-Ort-Messungen bieten wir zahlreiche Möglichkeiten: mit hohen Kanalzahlen und Abtastraten, rauen Umgebungsbedingungen, Telemetriesystemen für rotierende Bauteile, autarken Messungen im regulären Einsatz oder unter Testbedingungen – bei uns erhalten Sie so viel Messdaten wie Sie benötigen, Sie haben die Wahl.

Über das Durchführen von Vor-Ort-Messungen hinaus bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Komplettlösungen: Erstellen von Messkonzepten, FE- Analyse, Applikation der Sensorik, Rückbau, Messdatenauswertung und Ableitung sowie Durchführung von passenden Prüfprozeduren. Profitieren Sie von unserem fachübergreifendem Know-how.

Struktur- und Zustandsüberwachung

Für Windkraftanlagen bieten wir vielfältige Möglichkeiten ihre Systeme zu überwachen und Fehler frühzeitig zu erkennen. Die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit stehen dabei im Mittelpunkt. Dabei nutzen wir energieautarke Systeme und Sensorik mit erprobter und innovativer Sensortechnologie. Wir sorgen auch dafür, dass die gemessenen Daten über verschiedene Übertragungswege übermittelt werden und im kundeneigenen System genutzt werden können.

Kunden- und anforderungsspezifische Entwicklung und Betrieb von Struktur- und Zustandsüberwachungssystemen zur Schadenfrüherkennung:

  • Individuell für jeden Anwendungsfall von der Einzellösung bis hin zum Serienprodukt.
  • Messung / Überwachung von Kräften, Dehnungen, Verformungen, Verschiebungen, Schadensausbreitungen, Temperaturen, Einzelzustände, Positionen,
  • automatisierte Datenübertragung (kabelbasiert, WLAN, mobile Datennetze, UMTS, LTE, …)
  • Hard- und Software für die Datenerfassung,
  • Auswertung und kundenspezifische Visualisierung inkl. Einbindung in kundeneigene Systeme (ERP, FEM, …) durch Bereitstellung entsprechender Schnittstellen

Die Erfassung sämtlicher relevanter Messgrößen durch innovative Sensorik zählt zu unseren Stärken. Wir erfassen: Kräfte, Wege, Temperatur, Druck, Position (GPS), Dehnung, Zustand usw. Unsere Testausrüstung ermöglicht die synchrone Erfassung von großen Kanalzahlen und hochdynamischer Abtastung bei höchster Auflösung. Die von uns entwickelten Produkte werden in unserem Haus unter Zuhilfenahme der vielfältigen Prüftechnik (Festigkeit, Umgebungsbedingungen, Temperatur, Feuchte, Medienverträglichkeit, Vibration, Shock) für ihren Einsatz verifiziert.

Weitere Informationen zu Messungen und Messfahrten.