jaunums

Termoplastisko asmeņu 3D drukāšana nodrošina termisko metināšanu un uzlabo pārstiprināmību, piedāvājot potenciālu samazināt turbīnu asmeņu svaru un izmaksas vismaz par 10%, un ražošanas cikla laiku par 15%.

Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL, Golden, Colo., ASV) pētnieki, kurus vada NREL vecākais vēja tehnoloģiju inženieris Dereks Berijs, turpina attīstīt savus jaunos paņēmienus, lai ražotu uzlabotas vēja turbīnas asmeņusturpinot viņu kombinācijupārstrādājamās termoplastikas un piedevu ražošanas (AM). Advokātu padarīja iespējams, finansējot no ASV Enerģētikas departamenta progresīvā ražošanas biroja-apbalvojumi, kas paredzēti, lai stimulētu tehnoloģiju jauninājumus, uzlabotu ASV ražošanas enerģijas produktivitāti un ļautu ražot progresīvus produktus.

Mūsdienās lielākajai daļai lietderības mēroga vēja turbīnu lāpstiņas ir vienāds gliemežvāku dizains: divas stiklplasta asmeņu ādas ir savienotas kopā ar līmi un izmanto vienu vai vairākus saliktus stingrinošus komponentus, ko sauc par bīdes tīkliem, process, kas optimizēts efektivitātei pēdējo 25 gadu laikā. Tomēr, lai vēja turbīnu asmeņi būtu vieglāki, garāki, lētāki un efektīvāki vēja enerģijas uztveršanā - uzlabojumi, kas ir kritiski kritiski, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas, daļēji palielinot vēja enerģijas ražošanu - pētniekiem pilnībā jāpārdomā parastais atvilinājums, kaut kas tāds NREL komandas galvenā uzmanība.

Lai sāktu, NREL komanda koncentrējas uz sveķu matricas materiālu. Pašreizējie projekti balstās uz termoset sveķu sistēmām, piemēram, epoksēmiem, poliesteriem un vinilesteriem, polimēriem, kas savulaik izārstēti, savstarpēji savienoti kā brambles.

"Kad esat izveidojis asmeni ar termoseta sveķu sistēmu, jūs nevarat mainīt procesu," saka Berijs. “Tas [arī] padara asmeniGrūti pārstrādāt.

Darbs arPapildu kompozītmateriālu ražošanas inovācijas institūts(IACMI, Knoxville, Tenn., ASV) NREL kompozītu ražošanas izglītības un tehnoloģijas (COMET) iekārtā daudzinstitūciju komanda izstrādāja sistēmas, kurās tiek izmantota termoplastika, kuras atšķirībā no termoset materiāliem var uzkarsēt, lai atdalītu oriģinālos polimērus, kas nodrošina gala gala galu -Fife (EOL) pārstrādājamība.

Termoplastisko asmeņu daļas var arī savienot, izmantojot termiskās metināšanas procesu, kas varētu novērst vajadzību pēc līmēm - bieži smagiem un dārgiem materiāliem - vēl vairāk uzlabojot asmeņu pārstrādājamību.

"Ar diviem termoplastiskiem asmeņu komponentiem jums ir iespēja tos apvienot un, pieliekot siltumu un spiedienu, pievienojieties tiem," saka Berijs. "Jūs to nevarat izdarīt ar termoset materiāliem."

Virzoties uz priekšu, NREL kopā ar projekta partneriemTPI kompozītmateriāli(Scottsdale, Ariz., ASV), piedevu inženierijas risinājumi (Akron, Ohaio, ASV),Ingersoll darbgaldi(Rockford, Ill., ASV), Vanderbilt University (Knoxville) un IACMI, attīstīs novatoriskas asmeņu kodolu struktūras, lai ļautu rentablai augstas veiktspējas ražošanai, ļoti gariem asmeņiem-krietni virs 100 metru garuma-, kas ir salīdzinoši zems svars.

Izmantojot 3D drukāšanu, pētījumu grupa saka, ka tā var radīt tādu dizainu veidus, kas nepieciešami turbīnu asmeņu modernizēšanai ar augsti izstrādātiem, tīkla formas strukturāliem kodoliem ar dažādiem blīvumiem un ģeometrijām starp turbīnas asmens strukturālajām ādām. Lāpstiņu ādas tiks infuzētas, izmantojot termoplastisku sveķu sistēmu.

Ja viņiem izdodas, komanda samazinās turbīnu asmeņu svaru un izmaksas par 10% (vai vairāk) un ražošanas cikla laiku vismaz par 15%.

PapildusPrime AMO FOA balvaAM termoplastisko vēja turbīnu lāpstiņu struktūrām divos apakšgrupu projektos tiks izpētītas arī uzlabotas vēja turbīnu ražošanas metodes. Kolorādo štata universitāte (Fort Collins) vada projektu, kas arī izmanto 3D drukāšanu, lai izveidotu ar šķiedru pastiprinātiem kompozītiem jaunām iekšējām vēja asmenēm arOwens Corning(Toledo, Ohaio, ASV), nrel,Arkema Inc.(Prūsas karalis, Pa., ASV), un Vestas Blades America (Braiton, Colo., ASV) kā partneri. Otrais projekts, kuru vada GE Research (Niskayuna, NY, ASV), tiek saukts par Ameriku: piedevu un modulāriem rotora asmeņiem un integrēto kompozītu montāžu. Partnerība ar GE Research irOak Ridge nacionālā laboratorija(Ornl, Oak Ridge, Tenn., ASV), Nrel, LM vēja jauda (Kolding, Dānija) un GE atjaunojamā enerģija (Parīze, Francija).

No: Compositesworld