nuus

3D -druk van termoplastiese lemme maak termiese sweiswerk moontlik en verbeter die herwinbaarheid daarvan, wat die potensiaal bied om die gewig en koste van die turbineblad met minstens 10%te verminder, en die produksiesiklus tyd met 15%.

'N Span nasionale laboratoriumlaboratorium (NREL, Golden, Colo., VS), onder leiding van die NREL Senior Wind -tegnologie -ingenieur Derek Berry, gaan voort om hul nuwe tegnieke te bevorder om gevorderde windturbine -lemme te vervaardig deurBevorder hul kombinasievan herwinbare termoplastics en additiewe vervaardiging (AM). Die voorskot is moontlik gemaak deur befondsing van die Amerikaanse Departement van Energie se Advanced Manufacturing Office-toekennings wat ontwerp is om tegnologie-innovasie te stimuleer, die energieproduktiwiteit van Amerikaanse vervaardiging te verbeter en die vervaardiging van die nuutste produkte moontlik te maak.

Vandag het die meeste windturbine-lemme van die nutsskaal dieselfde ontwerp van die klam: twee veselglasbladvelle word met kleefmiddel gebind en gebruik een of meer saamgestelde verstyfte komponente genaamd Shear Webs, 'n proses wat die afgelope 25 jaar geoptimaliseer is vir doeltreffendheid. Om windturbine -lemme ligter, langer, goedkoper en doeltreffender te maak om windenergie op te vang - verbeterings wat van kritieke belang is vir die doel om kweekhuisgasvrystellings deels te verminder deur die produksie van windenergie te verhoog - moet navorsers die konvensionele klaphulp heeltemal heroorweeg, iets wat dit is Die NREL -span se primêre fokus.

Om mee te begin, fokus die NREL -span op die harsmatriksmateriaal. Huidige ontwerpe maak staat op termosetharsstelsels soos epoksies, poliësters en vinielesters, polimere wat, sodra dit genees is, soos brambles.

'Sodra u 'n lem met 'n termosetharsstelsel vervaardig, kan u nie die proses omkeer nie,' sê Berry. 'Dit maak ook die lemmoeilik om te herwin. ”

Werk saam met dieInstituut vir Gevorderde Composites Vervaardigingsinnovasie(IACMI, Knoxville, Tenn., VS) In NREL's Composites Manufacturing Education and Technology (COMET) -fasiliteit het die multi-institusiespan stelsels ontwikkel wat termoplastiek gebruik, wat, in teenstelling met termosetmateriaal, verhit kan word om die oorspronklike polimere te skei, wat die einde in staat stel -Of-Life (EOL) herwinbaarheid.

Termoplastiese lemonderdele kan ook saamgevoeg word met behulp van 'n termiese sweisproses wat die behoefte aan kleefmiddels - dikwels swaar en duur materiale - kan uitskakel wat die herwinbaarheid van die lem verder verbeter.

"Met twee termoplastiese lemkomponente het u die vermoë om dit bymekaar te bring en deur die hitte en druk aan te pas," sê Berry. 'U kan dit nie met termosetmateriaal doen nie.'

Vorentoe beweeg, NREL, saam met Project PartnersTPI -komposiete(Scottsdale, Ariz., VS), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, VS),Ingersoll masjiengereedskap(Rockford, Ill., VS), Vanderbilt Universiteit (Knoxville) en IACMI, sal innoverende lemkernstrukture ontwikkel om die koste-effektiewe produksie van hoë werkverrigting, baie lang lemme-meer as 100 meter lank-wat relatief laag is, moontlik te maak gewig.

Deur 3D-drukwerk te gebruik, sê die navorsingspan dat dit die soorte ontwerpe kan produseer wat nodig is om turbine-lemme te moderniseer met hoogs ontwerpte, netvormige strukturele kerns van verskillende digthede en meetkunde tussen die strukturele velle van die turbine-lem. Die lemvelle word toegedien met behulp van 'n termoplastiese harsstelsel.

As hulle slaag, sal die span die gewig en die koste van die turbine -lem met 10% (of meer) en die produksiesiklus tyd met minstens 15% verminder.

Benewens diePrime Amo FOA -toekenningVir AM -termoplastiese windturbine -lemstrukture sal twee subgrantprojekte ook gevorderde windturbine -vervaardigingstegnieke ondersoek. Colorado State University (Fort Collins) lei 'n projek wat ook 3D-drukwerk gebruik om veselversterkte komposiete vir nuwe interne windbladstrukture te maak, metOwens Corning(Toledo, Ohio, VS), nrel,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., VS), en Vestas Blades America (Brighton, Colo., VS) as vennote. Die tweede projek, gelei deur GE Research (Niskayuna, NY, VS), word Amerika genoem: toevoeging en modulêre rotorblaaie en geïntegreerde samestelling van die komposiete. 'N samewerking met GE -navorsing isOak Ridge National Laboratory(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denemarke) en GE Renewable Energy (Parys, Frankryk).

Van: CompositesWorld