berita

Percetakan 3D bilah termoplastik membolehkan kimpalan haba dan meningkatkan kitar semula, menawarkan potensi untuk mengurangkan berat badan turbin dan kos dengan sekurang -kurangnya 10%, dan masa kitaran pengeluaran sebanyak 15%.

Satu pasukan penyelidik Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan (NREL, Golden, Colo., AS), yang diketuai oleh Jurutera Teknologi Angin Senior NREL Derek Berry, terus memajukan teknik novel mereka untuk mengeluarkan bilah turbin angin maju olehmelanjutkan kombinasi merekaThermoplastics dan Pembuatan Additive (AM) yang boleh dikitar semula. Pendahuluan telah dimungkinkan dengan pembiayaan dari pejabat pembuatan maju Jabatan Tenaga AS-anugerah yang direka untuk merangsang inovasi teknologi, meningkatkan produktiviti tenaga pembuatan AS dan membolehkan pembuatan produk canggih.

Hari ini, kebanyakan bilah turbin angin berskala utiliti mempunyai reka bentuk kerang yang sama: dua kulit gentian kaca digabungkan bersama dengan pelekat dan menggunakan satu atau beberapa komponen pengukuhan komposit yang dipanggil web ricih, proses yang dioptimumkan untuk kecekapan dalam tempoh 25 tahun yang lalu. Walau bagaimanapun, untuk menjadikan bilah turbin angin lebih ringan, lebih lama, lebih murah dan lebih efisien untuk menangkap tenaga angin - penambahbaikan yang kritikal terhadap matlamat memotong pelepasan gas rumah hijau sebahagiannya dengan meningkatkan pengeluaran tenaga angin - penyelidik mesti memikirkan semula kerang konvensional, sesuatu yang ada Fokus utama pasukan NREL.

Untuk memulakan, pasukan NREL memberi tumpuan kepada bahan matriks resin. Reka bentuk semasa bergantung kepada sistem resin termoset seperti epoksi, poliester dan ester vinil, polimer yang, sekali sembuh, silang silang seperti brambles.

"Sebaik sahaja anda menghasilkan bilah dengan sistem resin termoset, anda tidak boleh membalikkan proses itu," kata Berry. "Itu juga menjadikan pisauSukar untuk dikitar semula. "

Bekerja denganInstitut Inovasi Pembuatan Komposit Lanjutan(IACMI, KNOXVILLE, TENN., AS) Dalam kemudahan Pembuatan dan Teknologi Pembuatan Komposit NREL (COMET), sistem pembangunan pasukan multi-institusi yang menggunakan termoplastik, yang, tidak seperti bahan termoset, boleh dipanaskan untuk memisahkan polimer asal, -of-hidup (EOL) Keterangan.

Bahagian bilah termoplastik juga boleh disertai menggunakan proses kimpalan terma yang dapat menghapuskan keperluan pelekat - bahan -bahan yang sering berat dan mahal - meningkatkan lagi kitar semula bilah.

"Dengan dua komponen bilah termoplastik, anda mempunyai keupayaan untuk membawa mereka bersama -sama dan, melalui penggunaan haba dan tekanan, sertai mereka," kata Berry. "Anda tidak boleh berbuat demikian dengan bahan termoset."

Melangkah ke hadapan, NREL, bersama rakan projekKomposit TPI(Scottsdale, Ariz., AS), Penyelesaian Kejuruteraan Aditif (Akron, Ohio, AS),Alat Mesin Ingersoll(Rockford, Ill., AS), Vanderbilt University (Knoxville) dan IACMI, akan membangunkan struktur teras bilah yang inovatif untuk membolehkan pengeluaran kos prestasi tinggi, bilah yang sangat panjang-jauh lebih dari 100 meter-yang agak rendah-yang agak rendah-yang agak rendah-yang agak rendah-yang agak rendah berat.

Dengan menggunakan percetakan 3D, pasukan penyelidikan mengatakan ia dapat menghasilkan jenis reka bentuk yang diperlukan untuk memodenkan bilah turbin dengan teras struktur berbentuk bersih yang berbentuk bersih dan berbentuk bersih dan geometri antara kulit struktur turbin. Kulit bilah akan diselitkan menggunakan sistem resin termoplastik.

Jika mereka berjaya, pasukan akan mengurangkan berat badan turbin dan kos sebanyak 10% (atau lebih) dan masa kitaran pengeluaran sekurang -kurangnya 15%.

Sebagai tambahan kepadaAnugerah Perdana Amo FoaUntuk struktur bilah turbin turbin termoplastik AM, dua projek subgrant juga akan meneroka teknik pembuatan turbin angin maju. Colorado State University (Fort Collins) mengetuai projek yang juga menggunakan percetakan 3D untuk membuat komposit bertetulang gentian untuk struktur bilah angin dalaman novel, denganOwens Corning(Toledo, Ohio, AS), Nrel,Arkema Inc.(Raja Prussa, Pa., AS), dan Vestas Blades America (Brighton, Colo., AS) sebagai rakan kongsi. Projek kedua, yang diketuai oleh GE Research (Niskayuna, NY, AS), digelar Amerika: bilah pemutar tambahan dan modular yang dibolehkan dan pemasangan komposit bersepadu. Bekerjasama dengan penyelidikan GE adalahMakmal Kebangsaan Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., AS), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denmark) dan GE Tenaga Boleh Diperbaharui (Paris, Perancis).

Dari: CompositeWorld