nyheder

3D -udskrivning af termoplastiske klinger muliggør termisk svejsning og forbedrer genanvendeligheden, hvilket giver potentialet til at reducere turbinebladvægt og omkostninger med mindst 10%og produktionscyklustid med 15%.

Et team af National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., USA) Forskere, ledet af NREL Senior Wind Technology Engineer Derek Berry, fortsætter med at fremme deres nye teknikker til at fremstille avancerede vindmølleblader affremme deres kombinationaf genanvendelig termoplast og additiv fremstilling (AM). Advance blev muliggjort ved finansiering fra det amerikanske Energi Department of Energy's Advanced Manufacturing Office-priser designet til at stimulere teknologiinnovation, forbedre energiproduktiviteten i amerikansk fremstilling og muliggøre fremstilling af avancerede produkter.

I dag har de fleste vindmølleblade i brugsskala det samme muslingesigndesign: to glasfiberbladeskind er bundet sammen med klæbemiddel og bruger en eller flere sammensatte afstivningskomponenter kaldet Shear Webs, en proces, der er optimeret til effektivitet i de sidste 25 år. For at gøre vindmøllebladerne lettere, længere, billigere og mere effektive til at fange vindenergi - forbedringer, der er kritiske for målet om at skære drivhusgasemissioner delvis ved at øge vindenergiproduktionen - skal forskere helt overveje det konventionelle muslingeskal, noget der er noget, der er NREL -teamets primære fokus.

For at starte med fokuserer NREL -teamet på harpiksmatrixmaterialet. Aktuelle design er afhængige af termohærdeharpikssystemer som epoxier, polyestere og vinylestere, polymerer, der engang hærdede, tværbinding som Brambles.

”Når du først producerer et blad med et termohærdeharpiks -system, kan du ikke vende processen,” siger Berry. ”Det [også] gør klingenvanskeligt at genbruge. "

Arbejder medInstitut for Advanced Composites Fremstilling af innovation(Iacmi, Knoxville, Tenn., USA) I NRELs kompositter Fremstilling af uddannelse og teknologi (COMET) -facilitet kan multi-institutionsteamet udviklede systemer, der bruger termoplast, som i modsætning til termohærdende materialer kan opvarmes til at adskille de originale polymerer, der muliggør ende -af livet (EOL) genanvendelighed.

Termoplastiske bladdele kan også sammenføjes ved hjælp af en termisk svejsningsproces, der kan eliminere behovet for klæbemidler - ofte tunge og dyre materialer - yderligere forbedring af bladgenanvendeligheden.

"Med to termoplastiske bladkomponenter har du evnen til at bringe dem sammen og gennem anvendelse af varme og tryk være med," siger Berry. "Du kan ikke gøre det med termohærdende materialer."

Gå videre, NREL, sammen med projektpartnereTPI -kompositter(Scottsdale, Ariz., USA), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, USA),Ingersoll -maskinværktøjer(Rockford, Ill., Us), Vanderbilt University (Knoxville) og IACMI, vil udvikle innovative knivkernestrukturer for at muliggøre den omkostningseffektive produktion af højtydende, meget lange klinger-godt over 100 meter i længden-der er relativt lav vægt.

Ved at bruge 3D-udskrivning siger forskerteamet, at det kan producere de slags designs, der er nødvendige for at modernisere turbineblade med højt konstruerede, netformede strukturelle kerner med forskellige tætheder og geometrier mellem de strukturelle skind af turbinebladet. Bladeskindene tilføres ved hjælp af et termoplastisk harpikssystem.

Hvis de lykkes, reducerer teamet turbinebladvægt og omkostninger med 10% (eller mere) og produktionscyklustid med mindst 15%.

ForudenPrime Amo Foa AwardFor AM -termoplastiske vindmøllebladstrukturer vil to undergrantprojekter også undersøge avancerede vindmølleproduktionsteknikker. Colorado State University (Fort Collins) leder et projekt, der også bruger 3D-udskrivning til at fremstille fiberforstærkede kompositter til nye interne vindbladstrukturer, medOwens Corning(Toledo, Ohio, USA), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., USA) og Vestas Blades America (Brighton, Colo., USA) som partnere. Det andet projekt, ledet af GE Research (Niskayuna, NY, USA), kaldes Amerika: additive og modulære aktiverede rotorblader og integrerede kompositter. Samarbejde med GE -forskning erOak Ridge National Laboratory(ORNL, Oak Ridge, Tenn., USA), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danmark) og GE Renewable Energy (Paris, Frankrig).

Fra: CompositesWorld