3D -печать термопластичных лезвий обеспечивает термическую сварку и улучшает переработку, предлагая потенциал для снижения веса и стоимости турбинных лезвий как минимум на 10%, а время производственного цикла на 15%.
Команда Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (Nrel, Golden, Colo., US), во главе с инженером Nrel Senior Wind Technology Derek Berry, продолжают продвигать свои новые методы для производства передовых лопастей ветряных турбин отв дальнейшем их комбинациюутилизируемых термопластов и аддитивного производства (AM). Аванс стал возможным благодаря финансированию со стороны Министерства энергетического производства США-награды, предназначенных для стимуляции технологических инноваций, повышения энергоэнергетической производительности производства США и обеспечения производства передовых продуктов.
Сегодня в большинстве лопастей ветряных турбин в масштабах полезности имеют одинаковую конструкцию раскладушки: две шкуры из стекловолокна соединены вместе с клеем и используют один или несколько компонентов составных жесткости, называемых Shear Web, процесс, оптимизированный для эффективности за последние 25 лет. Однако, чтобы сделать лезвия ветряных турбин более легче, дольше, дешевле и более эффективными при захвате энергии ветра - улучшения, критические для целей сокращения выбросов парниковых газов частично за счет увеличения производства энергии ветра - исследователи должны полностью переосмыслить традиционную раскладушку, что является чем -то, что является Основное внимание команды NREL.
Для начала команда NREL фокусируется на материале матрицы смолы. Конструкции тока полагаются на системы терморевной смолы, такие как эпоксидные, полиэфиры и виниловые эфиры, полимеры, которые, когда-то вылеченные, сшитые, как щелка.
«Как только вы произвели лезвие с системой терморевной смолы, вы не можете обратить вспять процесс», - говорит Берри. «Это [также] делает лезвиетрудно переработать.
Работа сИнститут передовых композитов. Производство инноваций(Iacmi, Knoxville, Tenn., US). На объекте Nrel's Composites Manufacturing Education and Technology (COMET), многопрофильная группа разработанных систем, которые используют термопластики, которые, в отличие от термостных материалов -Ф-жизнь (EOL) переработка.
Термопластичные детали лезвия также могут быть соединены с использованием процесса термического сварки, который может устранить необходимость в клеях - часто тяжелые и дорогие материалы - еще больше усиливают переработку лезвия.
«С двумя компонентами термопластичного лезвия у вас есть возможность объединить их и, благодаря применению тепла и давления, присоединяйтесь к ним», - говорит Берри. «Вы не можете сделать это с помощью терморетических материалов».
Движение вперед, Nrel, вместе с партнерами по проектамTPI композиты(Скоттсдейл, Аризона, США), Аддитивные инженерные решения (Акрон, Огайо, США),Ингерсолл машины(Rockford, Ill., US), Университет Вандербильта (Ноксвилл) и Iacmi, разработают инновационные основные структуры лезвия, чтобы обеспечить экономически эффективное производство высокоэффективных, очень длинных лезвий-более 100 метров-которые относительно низкие масса.
Используя 3D-печать, исследовательская группа говорит, что она может производить виды конструкций, необходимых для модернизации турбинных лопастей с высокооработанными, чистыми структурными ядрами различной плотности и геометрии между структурными кожурами турбинного лезвия. Скины лезвия будут внедрены с использованием системы термопластичной смолы.
Если они добьются успеха, команда уменьшит вес и стоимость лопасти турбины на 10% (или более) и время производственного цикла как минимум на 15%.
В дополнение кPrime Amo Foa наградаДля AM AM термопластичных структур лезвий ветряных турбин два подграненных проекта также будут изучать передовые методы изготовления ветряных турбин. Университет штата Колорадо (Форт-Коллинз) ведут проект, который также использует 3D-печать для создания укрепленных волокнами композитов для новых внутренних структур лезвия ветра, сОуэнс Корнинг(Толедо, Огайо, США), Нрел,Arkema Inc.(Король Прусса, Пенсильвания, США), и Вестас Блейс Америка (Брайтон, Колорадо, США) в качестве партнеров. Второй проект, возглавляемый GE Research (Niskayuna, NY, US), назван Америкой: аддитивные и модульные лопасти ротора и интегрированные композиты. Партнерство с GE ResearchНациональная лаборатория Ок -Ридж(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), Nrel, LM Wind Power (Kolding, Дания) и GE Renewable Energy (Париж, Франция).
От: CompositesWorld
Время сообщения: ноябрь-08-2021