ştiri

Imprimarea 3D a lamelor termoplastice permite sudarea termică și îmbunătățește reciclabilitatea, oferind potențialul de a reduce greutatea și costul lamei turbinei cu cel puțin 10%, iar timpul ciclului de producție cu 15%.

O echipă de cercetători naționali de laborator de energie regenerabilă (NREL, Golden, Colo., SUA), conduse de NREL Senior Wind Technology Engineer Derek Berry, continuă să -și avanseze noile tehnici de fabricarecontinuând combinația lorde termoplastică reciclabilă și producție de aditivi (AM). Avansul a fost posibil prin finanțarea biroului avansat de producție a Departamentului Energiei din SUA-premii concepute pentru a stimula inovația tehnologică, pentru a îmbunătăți productivitatea energetică a producției din SUA și pentru a permite fabricarea de produse de ultimă oră.

Astăzi, cele mai multe lame de turbină eoliene la scară utilă au același design de clamă: două piei de lamă din fibră de sticlă sunt legate împreună cu adezivul și folosesc una sau mai multe componente de rigidizare compozită numită Webs de forfecare, un proces optimizat pentru eficiență în ultimii 25 de ani. Cu toate acestea, pentru a face lamele turbinei eoliene mai ușoare, mai lungi, mai puțin costisitoare și mai eficiente la captarea energiei eoliene - îmbunătățiri critice pentru obiectivul de a reduce emisiile de gaze cu efect de seră în parte prin creșterea producției de energie eoliană - cercetătorii trebuie să regândească în întregime clamshell -ul convențional, ceva care este Obiectivul principal al echipei NREL.

Pentru început, echipa NREL se concentrează pe materialul matricei de rășină. Modelele de curent se bazează pe sisteme de rășină termoset, cum ar fi epoxie, poliesteri și esteri de vinil, polimeri care, odată vindecați, legături încrucișate ca niște brambluri.

„După ce produceți o lamă cu un sistem de rășină termoset, nu puteți inversa procesul”, spune Berry. „Asta [de asemenea] face lamagreu de reciclat. ”

Lucrând cuInstitutul pentru Institutul de Invenții pentru Fabricarea Compozitelor avansate(IACMI, Knoxville, Tenn., SUA) În instalația NREL a Educației și tehnologiei (Cometa) de fabricație (COMET), echipa multi-instituții dezvoltate sisteme care folosesc termoplastice, care, spre deosebire de materialele termoset, pot fi încălzite pentru a separa polimerii originali, permițând capătul final -f-viață (EOL) reciclabilitate.

Piesele de lamă termoplastică pot fi, de asemenea, unite folosind un proces de sudare termică care ar putea elimina nevoia de adezivi - adesea materiale grele și scumpe - îmbunătățirea în continuare a reciclabilității lamei.

„Cu două componente ale lamei termoplastice, aveți capacitatea de a le reuni și, prin aplicarea căldurii și a presiunii, alăturați -le”, spune Berry. „Nu puteți face asta cu materiale termoset.”

Mergând înainte, NREL, împreună cu partenerii proiectuluiCompozite TPI(Scottsdale, Ariz., SUA), Aditiv Engineering Solutions (Akron, Ohio, SUA),Mașini -unelte Ingersoll(Rockford, Ill., SUA), Vanderbilt University (Knoxville) și IACMI, vor dezvolta structuri inovatoare de bază lame pentru a permite producția rentabilă de lame de înaltă performanță, foarte lungi-cu o lungime de peste 100 de metri-care sunt relativ scăzute greutate.

Folosind imprimarea 3D, echipa de cercetare spune că poate produce tipurile de modele necesare modernizării lamelor turbinei cu nuclee structurale în formă de net, în formă de net, de densități și geometrii variate între pielea structurală a lamei turbinei. Piei de lamă vor fi infuzate folosind un sistem de rășină termoplastică.

Dacă vor reuși, echipa va reduce greutatea lamei turbinei și va costa cu 10% (sau mai mult) și timpul ciclului de producție cu cel puțin 15%.

Pe lângăPremiul Prime AMO FOAPentru structurile de lamă de turbină eoliană termoplastică AM, două proiecte de subgrant vor explora, de asemenea, tehnici avansate de fabricație a turbinelor eoliene. Universitatea de Stat din Colorado (Fort Collins) conduce un proiect care folosește și imprimarea 3D pentru a face compozite consolidate cu fibre pentru noi structuri interne de lamă de vânt, cuOwens Corning(Toledo, Ohio, SUA), nrel,Arkema Inc.(Regele Prussa, Pa., SUA) și Vestas Blades America (Brighton, Colo., SUA) ca parteneri. Al doilea proiect, condus de GE Research (Niskayuna, NY, SUA), este denumit America: lame rotor aditive și modulare și ansamblu de compozite integrate. Parteneriatul cu GE Research suntLaboratorul Național Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., SUA), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danemarca) și GE Renewable Energy (Paris, Franța).

De la: CompositesWorld