خبر

چاپ سه بعدی تیغه های ترموپلاستیک جوش حرارتی را امکان پذیر می کند و قابلیت بازیافت را بهبود می بخشد و پتانسیل کاهش وزن تیغه توربین و حداقل 10 ٪ و زمان چرخه تولید را 15 ٪ می کند.

تیمی از آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر (NREL ، Golden ، Colo. ، US) محققان ، به رهبری مهندس ارشد فناوری باد NREL Derek Berry ، در حال پیشبرد تکنیک های جدید خود برای تولید تیغه های پیشرفته توربین بادی هستندادامه ترکیب آنهاترموپلاستیک قابل بازیافت و تولید افزودنی (AM). این پیش پرداخت با بودجه دفتر تولید پیشرفته وزارت انرژی ایالات متحده-جوایز طراحی شده برای تحریک نوآوری فناوری ، بهبود بهره وری انرژی تولید ایالات متحده و امکان تولید محصولات برش امکان پذیر شد.

امروزه ، بیشتر تیغه های توربین بادی در مقیاس ابزار دارای همان طراحی صدف هستند: دو پوسته تیغه فایبرگلاس به همراه چسب پیوند خورده و از یک یا چند مؤلفه سفت کننده کامپوزیت به نام شبکه های برشی استفاده می کنند ، فرایندی که طی 25 سال گذشته برای کارآیی بهینه شده است. با این حال ، برای اینکه تیغه های توربین بادی در گرفتن انرژی باد سبک تر ، طولانی تر ، ارزان تر و کارآمدتر شوند - پیشرفت هایی که در هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به صورت بخشی با افزایش تولید انرژی باد وجود دارد - محققان باید به طور کامل در مورد صدف معمولی دوباره فکر کنند ، چیزی که یعنی تمرکز اصلی تیم NREL.

برای شروع ، تیم NREL روی مواد ماتریس رزین تمرکز دارد. طرح های فعلی به سیستم های رزین Thermoset مانند اپوکسی ها ، پلی استرها و استرهای وینیل ، پلیمرهایی که پس از درمان ، مانند برمبل ها ، اتصال متقابل دارند ، تکیه می کنند.

بری می گوید: "هنگامی که تیغه ای با سیستم رزین ترموست تولید می کنید ، نمی توانید روند را معکوس کنید." "این [همچنین] تیغه را ایجاد می کندبازیافت دشوار است. "

کار بامؤسسه نوآوری تولید کامپوزیت های پیشرفته(IACMI ، KNOXVILLE ، TEN. ، US) در تسهیلات آموزش و فناوری تولید کامپوزیت های NREL (دنباله دار) ، تیم چند مؤسسه سیستم هایی را توسعه داد که از ترموپلاستیک استفاده می کنند ، که برخلاف مواد ترموست ، می توانند برای جدا کردن پلیمرهای اصلی ، گرم شوند و End End را فعال کنند. -از زندگی (EOL) بازیافت.

قطعات تیغه ترموپلاستیک همچنین می توانند با استفاده از یک فرآیند جوشکاری حرارتی که می تواند نیاز به چسب - اغلب مواد سنگین و گران قیمت - را از بین ببرد ، تقویت شود.

بری می گوید: "با دو مؤلفه تیغه ترموپلاستیک ، شما این توانایی را دارید که آنها را جمع کنید و از طریق استفاده از گرما و فشار ، به آنها بپیوندید." "شما نمی توانید این کار را با مواد ترموست انجام دهید."

در حال حرکت به جلو ، NREL ، به همراه Project Partnersکامپوزیت های TPI(Scottsdale ، Ariz. ، ایالات متحده) ، راه حل های مهندسی افزودنی (آکرون ، اوهایو ، ایالات متحده) ،ابزارهای ماشین آلات Ingersoll(راکفورد ، ایلین ، ایالات متحده) ، دانشگاه وندربیلت (ناکسویل) و IACMI ، ساختارهای هسته ای تیغه ای نوآورانه را توسعه می دهند تا تولید مقرون به صرفه از تیغه های بسیار طولانی ، بسیار طولانی-که بیش از 100 متر طول دارند-که نسبتاً کم هستند وزن

با استفاده از چاپ سه بعدی ، تیم تحقیقاتی می گوید می تواند انواع طرح های مورد نیاز برای مدرن سازی تیغه های توربین را با هسته های ساختاری بسیار مهندسی شده و خالص با چگالی و هندسه های مختلف بین پوست ساختاری تیغه توربین تولید کند. پوسته های تیغه با استفاده از سیستم رزین ترموپلاستیک تزریق می شوند.

در صورت موفقیت ، تیم وزن تیغه توربین و هزینه 10 ٪ (یا بیشتر) و زمان چرخه تولید را حداقل 15 ٪ کاهش می دهد.

علاوه برجایزه Prime Amo Foaبرای سازه های تیغه توربین بادی ترموپلاستیک AM ، دو پروژه فرعی نیز تکنیک های پیشرفته تولید توربین بادی را کشف می کنند. دانشگاه ایالتی کلرادو (فورت کالینز) پیشرو پروژه ای است که از چاپ سه بعدی نیز برای ساخت کامپوزیت های تقویت شده با فیبر برای ساختارهای تیغه داخلی داخلی داخلی استفاده می کند.اوونز کورنینگ(تولدو ، اوهایو ، ایالات متحده) ، nrel ،شرکت Arkema(پادشاه پروسا ، پ. ، ایالات متحده) ، و وستاس به عنوان شرکا ، آمریکا (برایتون ، کولو ، ایالات متحده) را تیغه می کند. پروژه دوم ، به سرپرستی GE Research (Niskayuna ، NY ، US) ، Dubbed America است: تیغه های روتور افزودنی و مدولار با قابلیت مونتاژ و مونتاژ کامپوزیت های یکپارچه. همکاری با تحقیقات GE استآزمایشگاه ملی اوک ریج(Ornl ، Oak Ridge ، Tenn. ، US) ، NREL ، LM Wind Power (Kolding ، دانمارک) و انرژی تجدید پذیر GE (پاریس ، فرانسه).

از: Compositesworld