balita

Ang 3D na pag-print ng mga thermoplastic blades ay nagbibigay-daan sa thermal welding at pinapahusay ang recyclability, na nag-aalok ng potensyal na bawasan ang bigat at gastos ng turbine blade ng hindi bababa sa 10%, at ang cycle ng produksyon ng 15%.

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ng National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., US), na pinamumunuan ng senior wind technology engineer ng NREL na si Derek Berry, ay patuloy na nagsusulong ng kanilang mga nobelang pamamaraan sa paggawa ng mga advanced na wind turbine blades sa pamamagitan ngisulong ang kanilang kumbinasyonng recyclable thermoplastics at additive manufacturing (AM). Ang advance ay ginawang posible sa pamamagitan ng pagpopondo mula sa US Department of Energy's Advanced Manufacturing Office — mga parangal na idinisenyo upang pasiglahin ang pagbabago ng teknolohiya, pagbutihin ang produktibidad ng enerhiya ng pagmamanupaktura ng US at paganahin ang pagmamanupaktura ng mga makabagong produkto.

Sa ngayon, karamihan sa mga utility-scale wind turbine blades ay may parehong clamshell na disenyo: Dalawang fiberglass blade na balat ay pinagsama-sama ng pandikit at gumagamit ng isa o ilang composite stiffening component na tinatawag na shear webs, isang prosesong na-optimize para sa kahusayan sa nakalipas na 25 taon. Gayunpaman, upang gawing mas magaan, mas mahaba, mas mura at mas mahusay ang mga blades ng wind turbine sa pagkuha ng enerhiya ng hangin — mga pagpapahusay na kritikal sa layunin ng pagbabawas ng mga greenhouse gas emissions sa bahagi sa pamamagitan ng pagtaas ng produksyon ng enerhiya ng hangin — dapat na ganap na pag-isipang muli ng mga mananaliksik ang nakasanayang clamshell, isang bagay na pangunahing pokus ng NREL team.

Upang magsimula, ang koponan ng NREL ay nakatuon sa materyal ng resin matrix. Ang mga kasalukuyang disenyo ay umaasa sa mga thermoset resin system tulad ng epoxies, polyester at vinyl esters, polymer na, minsang gumaling, cross-link tulad ng brambles.

"Kapag gumawa ka ng talim na may thermoset resin system, hindi mo na mababaligtad ang proseso," sabi ni Berry. “Ginagawa [din] niyan ang talimmahirap i-recycle.”

Nagtatrabaho saInstitute for Advanced Composites Manufacturing Innovation(IACMI, Knoxville, Tenn., US) sa Pasilidad ng Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) ng NREL, ang multi-institution team ay nakabuo ng mga system na gumagamit ng thermoplastics, na, hindi tulad ng mga thermoset na materyales, ay maaaring painitin upang paghiwalayin ang orihinal na polymer, na nagbibigay-daan sa dulo -of-life (EOL) recyclability.

Ang mga bahagi ng thermoplastic blade ay maaari ding pagsamahin gamit ang isang thermal welding na proseso na maaaring alisin ang pangangailangan para sa mga adhesive — kadalasang mabibigat at mamahaling materyales — na higit na nagpapahusay sa recyclability ng blade.

"Sa dalawang bahagi ng thermoplastic blade, mayroon kang kakayahang pagsamahin ang mga ito at, sa pamamagitan ng paggamit ng init at presyon, sumali sa kanila," sabi ni Berry. "Hindi mo magagawa iyon sa mga thermoset na materyales."

Pagsulong, NREL, kasama ang mga kasosyo sa proyektoMga Komposite ng TPI(Scottsdale, Ariz., US), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, US),Ingersoll Machine Tools(Rockford, Ill., US), Vanderbilt University (Knoxville) at IACMI, ay bubuo ng mga makabagong istruktura ng blade core upang paganahin ang cost-efficient na produksyon ng mga high-performance, napakahabang blades — higit sa 100 metro ang haba — na medyo mababa. timbang.

Sa pamamagitan ng paggamit ng 3D printing, sinasabi ng research team na makakagawa ito ng mga uri ng mga disenyo na kailangan para i-modernize ang mga turbine blade na may mataas na engineered, hugis-net na mga structural core na may iba't ibang densidad at geometries sa pagitan ng mga structural skin ng turbine blade. Ang mga balat ng talim ay ilalagay gamit ang isang thermoplastic resin system.

Kung magtagumpay sila, babawasan ng team ang bigat at gastos ng turbine blade ng 10% (o higit pa) at ang cycle ng produksyon ng hindi bababa sa 15%.

Bilang karagdagan saprime AMO FOA awardpara sa AM thermoplastic wind turbine blade structures, dalawang subgrant projects ang mag-explore din ng mga advanced na wind turbine manufacturing techniques. Ang Colorado State University (Fort Collins) ay nangunguna sa isang proyekto na gumagamit din ng 3D printing para gumawa ng fiber-reinforced composites para sa nobelang panloob na wind blade structures, na mayOwens Corning(Toledo, Ohio, US), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., US), at Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) bilang mga kasosyo. Ang pangalawang proyekto, na pinangunahan ng GE Research (Niskayuna, NY, US), ay tinawag na AMERICA: Additive and Modular-Enabled Rotor Blades and Integrated Composites Assembly. Ang pakikipagsosyo sa GE Research ayOak Ridge National Laboratory(ORNL, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denmark) at GE Renewable Energy (Paris, France).

Mula sa: compositesworld