uudiseid

Termoplastist labade 3D-printimine võimaldab termilist keevitamist ja parandab taaskasutatavust, pakkudes võimalust vähendada turbiini labade kaalu ja kulusid vähemalt 10% ning tootmistsükli aega 15%.

Riikliku taastuvenergia laboratooriumi (NREL, Golden, Colo., USA) teadlaste meeskond, mida juhib NREL-i tuuletehnoloogia vaneminsener Derek Berry, jätkab oma uudsete tehnikate arendamist täiustatud tuuleturbiini labade tootmiseks.edendades nende kombinatsiooniringlussevõetavate termoplastide ja lisandite tootmine (AM). Edu sai võimalikuks tänu USA energeetikaministeeriumi täiustatud tootmisbüroo rahastamisele – auhinnad, mille eesmärk on stimuleerida tehnoloogilist innovatsiooni, parandada USA tootmise energiatootlikkust ja võimaldada tipptasemel toodete tootmist.

Tänapäeval on enamikul elektrituuliku labadel sama klapp: kaks klaaskiust labade kesta on liimitud kokku liimiga ja need kasutavad ühte või mitut komposiit jäigastavat komponenti, mida nimetatakse nihketekstideks. See protsess on viimase 25 aasta jooksul optimeeritud. Kuid selleks, et muuta tuuleturbiini labad kergemaks, pikemaks, odavamaks ja tõhusamaks tuuleenergia hõivamiseks – täiustused, mis on kriitilise tähtsusega kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamise eesmärgil, suurendades osaliselt tuuleenergia tootmist –, peavad teadlased tavapärase klapi täielikult ümber mõtlema, mis on midagi, mis on NREL-i meeskonna põhitähelepanu.

Alustuseks keskendub NREL-i meeskond vaigumaatriksi materjalile. Praegused disainilahendused põhinevad termoreaktiivsetel vaigusüsteemidel, nagu epoksiidid, polüestrid ja vinüülestrid, polümeerid, mis pärast kõvenemist ristsidestuvad nagu räsikud.

"Kui olete tootnud termoreaktiivse vaigusüsteemiga tera, ei saa te protsessi tagasi pöörata, " ütleb Berry. "See [ka] teeb teraraske taaskasutada.”

Töötades koosTäiustatud komposiitmaterjalide tootmise innovatsiooniinstituut(IACMI, Knoxville, Tenn., USA) NREL-i komposiitmaterjalide tootmise haridus- ja tehnoloogiakeskuses (CoMET) töötas mitut asutust hõlmav meeskond välja süsteemid, mis kasutavad termoplasti, mida erinevalt termoreaktiivsetest materjalidest saab kuumutada, et eraldada algsed polümeerid, mis võimaldab lõppu. -of-life (EOL) taaskasutatavus.

Termoplastilisi lõiketera osi saab ühendada ka termilise keevitusprotsessi abil, mis võib kõrvaldada vajaduse liimide (sageli raskete ja kallite materjalide) järele, mis parandab veelgi tera taaskasutatavust.

"Kahe termoplastilise tera komponendiga on teil võimalus need kokku viia ning soojuse ja rõhu rakendamisel ühendada," ütleb Berry. "Te ei saa seda teha termoreaktiivsete materjalidega."

Edasi liikudes, NREL koos projektipartneritegaTPI komposiidid(Scottsdale, Ariz., USA), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, USA),Ingersolli tööpingid(Rockford, Ill., USA), Vanderbilti ülikool (Knoxville) ja IACMI töötavad välja uuenduslikud tera südamikustruktuurid, mis võimaldavad kuluefektiivselt toota suure jõudlusega väga pikki lõiketerasid, mille pikkus on tunduvalt üle 100 meetri ja mis on suhteliselt madalad. kaal.

3D-printimise abil saab uurimisrühm väita, et see suudab toota turbiinilabade moderniseerimiseks vajalikke konstruktsioone kõrgelt konstrueeritud, erineva tiheduse ja geomeetriaga erineva tiheduse ja geomeetriaga konstruktsiooni südamikega turbiini labade vahel. Terade kestad infundeeritakse termoplastilise vaigu süsteemiga.

Kui see õnnestub, vähendab meeskond turbiini labade kaalu ja kulusid 10% (või rohkem) ning tootmistsükli aega vähemalt 15%.

Lisaks sellele,peamine AMO FOA auhindAM termoplastiliste tuuleturbiini labade konstruktsioonide puhul uuritakse kahes alltoetusprojektis ka täiustatud tuuleturbiini tootmistehnikaid. Colorado osariigi ülikool (Fort Collins) juhib projekti, mis kasutab ka 3D-printimist kiududega tugevdatud komposiitide valmistamiseks uudsete sisemiste tuulelabade struktuuride jaoks.Owens Corning(Toledo, Ohio, USA), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., USA) ja Vestas Blades America (Brighton, Colo., USA) partneritena. Teine projekt, mida juhib GE Research (Niskayuna, NY, USA), kannab nime AMERICA: Additive and Modular-Enabled Rotor Blades and Integrated Composites Assembly. Partnerlus GE Researchiga onOak Ridge'i riiklik labor(ORNL, Oak Ridge, Tenn., USA), NREL, LM Wind Power (Kolding, Taani) ja GE Renewable Energy (Pariis, Prantsusmaa).

Alates: Compositesworld