novinky

3D tlač termoplastických čepelí umožňuje tepelné zváranie a zlepšuje recyklovateľnosť, ktorá ponúka potenciál znížiť hmotnosť a náklady na lopatiek turbíny o najmenej 10%a čas výrobného cyklu o 15%.

Tím výskumných pracovníkov National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., USA) vedený inžinierom veterných technológií NREL Derek Berry, pokračuje v rozvíjaní svojich nových techník na výrobu pokročilých čepelí veterných turbín od veterných turbínpodporovanie ich kombinácierecyklovateľných termoplastov a výroby aditív (AM). Progres bol umožnený financovaním pokročilého výrobného úradu Ministerstva energetiky USA-ocenenia určené na stimuláciu technologických inovácií, zlepšenie energetickej produktivity výroby v USA a umožnenie výroby špičkových výrobkov.

V súčasnosti má väčšina čepelí veterných turbín v mierke rovnaký dizajn mušlí: dve kože čepele zo sklenených vlákien sú spojené s lepiacou a používajú jednu alebo niekoľko kompozitných stuhnutých komponentov nazývaných strihové weby, čo je proces optimalizovaný pre účinnosť za posledných 25 rokov. Aby sa však čepele veterných turbín ľahšie, dlhšie, lacnejšie a efektívnejšie pri zachytávaní veternej energie - zlepšenia kritické pre cieľ znížiť emisie skleníkových plynov čiastočne zvýšením výroby veternej energie - vedci musia úplne prehodnotiť konvenčné puzdrá, niečo, čo je Primárne zameranie tímu NREL.

Na začiatok sa tím NREL zameriava na materiál na živicovú matricu. Súčasné návrhy sa spoliehajú na termosetové živice, ako sú epoxidy, polyestery a vinylestery, polyméry, ktoré po vyliečení po vyliečení, krížovky ako bramby.

"Akonáhle vyrábate čepeľ s termosetovým živice, nemôžete tento proces zvrátiť," hovorí Berry. „To tiež robí čepeľťažko recyklovať. “

Práca sInštitút pre pokročilé inovácie výroby kompozitov(IACMI, Knoxville, Tenn., USA) V zariadení NREL Composites Výroba a technológia (COMET), tím s viacerými inštitúciami vyvinul systémy, ktoré používajú termoplasty, ktoré sa môžu na rozdiel od termosetových materiálov zahriať na oddelenie pôvodných polymérov, čo umožňuje koniec koncov -recyklovateľnosť života (EOL).

Časti termoplastickej čepele sa môžu tiež spojiť pomocou procesu tepelného zvárania, ktorý by mohol eliminovať potrebu lepidiel - často ťažkých a drahých materiálov - ďalej zvyšovať recyklovateľnosť čepele.

"S dvoma komponentmi termoplastickej čepele máte schopnosť ich spojiť a pomocou aplikácie tepla a tlaku sa k nim pridať," hovorí Berry. "To nemôžete urobiť pomocou termosetových materiálov."

Pohyb vpred, NREL, spolu s projektovými partnermiKompozity TPI(Scottsdale, Ariz., USA), Aditívne inžinierske riešenia (Akron, Ohio, USA),Ingersoll strojové náradie(Rockford, Illinois, US), Vanderbilt University (Knoxville) a IACMI, vyvinú inovatívne štruktúry základných čepelí, ktoré umožnia nákladovo efektívnu výrobu vysokovýkonných, veľmi dlhých čepelí-dlhých dlhších ako 100 metrov-ktoré sú relatívne nízke váha.

Použitím 3D tlače výskumný tím tvrdí, že môže produkovať druhy vzorov potrebných na modernizáciu lopatiek turbíny s vysoko skonštruovanými konštrukčnými jadrami v tvare siete s rôznymi hustotami a geometriami medzi štrukturálnymi kožami čepele turbíny. Čepeľ bude naplnená pomocou termoplastického živice.

Ak uspejú, tím zníži hmotnosť čepele turbíny a náklady o 10% (alebo viac) a čas výrobného cyklu o najmenej 15%.

OkremCena Prime Amo FoaV prípade termoplastických štruktúr čepeľ veterných turbín budú dva projekty subgrantov preskúmať aj pokročilé techniky výroby veterných turbín. Colorado State University (Fort Collins) vedie projekt, ktorý tiež využíva 3D tlač na výrobu kompozitov vystužených vláknami pre nové vnútorné štruktúry veternej čepele, sOwens Corning(Toledo, Ohio, USA), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., USA) a Vestas Blades America (Brighton, Colo., USA) ako partneri. Druhý projekt, ktorý vedie spoločnosť GE Research (Niskayuna, NY, USA), sa nazýva Amerika: aditívne a modulárne lopatky s podporou rotora a integrované zostavy kompozitov. Partnerstvo s výskumom GE súNárodné laboratórium Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., USA), NREL, LM Wind Power (Kolding, Dánsko) a GE Renewable Energy (Paríž, Francúzsko).

Od: CompositesWorld