aktualności

Drukowanie 3D ostrzy termoplastycznych umożliwia spawanie termiczne i poprawia możliwość recyklingu, oferując potencjał zmniejszenia masy i kosztu łopat turbiny o co najmniej 10%oraz czas cyklu produkcji o 15%.

Zespół National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., US), kierowany przez starszego inżyniera technologii wiatru NREL, Dereka Berry'ego, nadal rozwija swoje nowatorskie techniki, aby produkować zaawansowane ostrza turbiny wiatrowej wedługDokładanie ich kombinacjirecyklingowych termoplastów i produkcji addytywnej (AM). Zaliczka była możliwa dzięki finansowaniu z zaawansowanego biura produkcyjnego Departamentu Energii w USA-nagrody zaprojektowane w celu stymulowania innowacji technologicznych, poprawy wydajności energetycznej produkcji w USA i umożliwienia produkcji najnowocześniejszych produktów.

Obecnie większość łopat turbiny wiatrowej na skalę użyteczności ma ten sam projekt klapki: dwie skórki z łopatkami z włókna szklanego są związane z klejem i wykorzystują jeden lub kilka komponentów usztywnienia złożonych o nazwie Shear Web, proces zoptymalizowany pod kątem wydajności w ciągu ostatnich 25 lat. Jednak, aby łopatki turbiny wiatrowej były lżejsze, dłuższe, tańsze i bardziej wydajne w rejestrowaniu energii wiatrowej - ulepszenia kluczowe dla celu polegającego na ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych częściowo poprzez zwiększenie produkcji energii wiatrowej - naukowcy muszą całkowicie ponownie przemyśleć konwencjonalną klapkę, coś, co jest Główny koncentracja zespołu NREL.

Na początek zespół NREL koncentruje się na materiale matrycy żywicy. Obecne projekty opierają się na systemach żywicy termosetowej, takich jak epoksywy, poliestry i estry winylowe, polimery, które po utwardzeniu, łącza krzyżowe jak jeżyny.

„Po wyprodukowaniu ostrza z systemem żywicy termosetowej nie można odwrócić procesu”, mówi Berry. „To [także] robi ostrzetrudne do recyklingu. ”

Praca zInstitute for Advanced Composites Manufacturing Innovation(IACMI, Knoxville, Tenn., US) W zakładzie NREL Composites Manufacturing Education and Technology (Comet) zespół wielopiętrowego opracował systemy wykorzystujące termoplastiki, które w przeciwieństwie do materiałów termosetowych można podgrzewać, aby oddzielić oryginalne polimery, umożliwiając koniec końcowe -F-Life (EOL) Recykling.

Części ostrzy termoplastycznej można również połączyć przy użyciu procesu spawania termicznego, który mógłby wyeliminować potrzebę klejów - często ciężkich i drogich materiałów - dodatkowo zwiększając recykling ostrzy.

„Dzięki dwóm termoplastycznym komponentom ostrza masz możliwość połączenia ich i, poprzez zastosowanie ciepła i ciśnienia, dołączyć do nich” - mówi Berry. „Nie możesz tego zrobić za pomocą materiałów termoutwardzalnych”.

Idąc naprzód, NREL wraz z partnerami projektuKompozyty TPI(Scottsdale, Ariz., Us), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, USA),Ingersoll Machine Tools(Rockford, Ill., US), Vanderbilt University (Knoxville) i IACMI, opracują innowacyjne struktury rdzeniowe ostrzy, aby umożliwić opłacalną produkcję wysokowydajnych, bardzo długich ostrzy-o długości ponad 100 metrów-które są stosunkowo niskie waga.

Korzystając z drukowania 3D, zespół badawczy twierdzi, że może wytwarzać rodzaje projektów potrzebnych do modernizacji ostrzy turbin o wysoce zaprojektowanych, strukturalnych rdzeniach strukturalnych w kształcie sieci o różnej gęstości i geometrii między skórkami strukturalnymi łopatki turbinowej. Skórki ostrzy będą nasycone za pomocą termoplastycznego systemu żywicy.

Jeśli im się powiedzie, zespół zmniejszy masę i koszt łopa turbinowego o 10% (lub więcej) i cyklu produkcyjnego o co najmniej 15%.

OpróczNagroda Prime AMO FOAW przypadku termoplastycznych struktur łopat turbiny wiatrowej dwa projekty podgDatnicze zbadają również zaawansowane techniki produkcji turbiny wiatrowej. Colorado State University (Fort Collins) prowadzi projekt, który wykorzystuje również druk 3D do tworzenia kompozytów wzmocnionych światłowodem dla nowych wewnętrznych struktur ostrzy wiatru, zOwens Corning(Toledo, Ohio, USA), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., Us) i Vestas Blades America (Brighton, Colo., Us) jako partnerzy. Drugi projekt, prowadzony przez GE Research (Niskayuna, NY, USA), jest nazwany Ameryką: dodatkową i modułową złączoną rotorową montażem i zintegrowanym zestawem kompozytów. Współpraca z badaniami GE toNational Laboratory Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Dania) i GE Renewable Energy (Paris, Francja).

Od: COMPOSITEWORD