вести

3Д штампање термопластичних лопатица омогућава термичко заваривање и побољшава могућност рециклирања, нудећи потенцијал за смањење тежине и цене лопатице турбине за најмање 10%, а време производног циклуса за 15%.

Тим истраживача Националне лабораторије за обновљиву енергију (НРЕЛ, Голден, Цоло., САД), предвођен вишим инжењером технологије ветра НРЕЛ-а Дереком Беријем, наставља да унапређује своје нове технике за производњу напредних лопатица ветротурбина доунапређујући њихову комбинацијутермопластике која се може рециклирати и производње адитива (АМ). Напредак је омогућен финансирањем Одељења за напредну производњу Министарства енергетике САД — награде дизајниране да стимулишу технолошке иновације, побољшају енергетску продуктивност америчке производње и омогуће производњу врхунских производа.

Данас, већина лопатица ветротурбина у употреби има исти дизајн на преклоп: две коре лопатица од фибергласа су спојене заједно лепком и користе једну или неколико композитних компоненти за учвршћивање које се називају смицајуће мреже, процес оптимизован за ефикасност у последњих 25 година. Међутим, да би лопатице ветротурбине биле лакше, дуже, јефтиније и ефикасније у хватању енергије ветра – побољшања која су критична за циљ смањења емисије гасова стаклене баште делом повећањем производње енергије ветра – истраживачи морају у потпуности да преиспитају конвенционалну шкољку на преклоп, нешто што је примарни фокус НРЕЛ тима.

За почетак, НРЕЛ тим се фокусира на материјал матрице смоле. Тренутни дизајни се ослањају на системе термореактивне смоле као што су епоксиди, полиестри и винил естри, полимери који се, када се очврсну, унакрсте повезују попут боровнице.

„Једном када произведете сечиво са системом термореактивне смоле, не можете обрнути процес“, каже Бери. „То [такође] чини оштрицутешко рециклирати.”

Рад саИнститут за напредне иновације у производњи композита(ИАЦМИ, Кноквилле, Тенн., САД) у НРЕЛ-овом објекту за образовање и технологију производње композита (ЦоМЕТ), тим са више институција је развио системе који користе термопласте, који се, за разлику од термореактивних материјала, могу загрејати да одвоје оригиналне полимере, што омогућава крај могућност рециклирања животног века (ЕОЛ).

Термопластични делови сечива се такође могу спојити коришћењем процеса термичког заваривања који би могао да елиминише потребу за лепком — често тешким и скупим материјалима — чиме се додатно побољшава рециклирање сечива.

„Са две термопластичне компоненте сечива, имате могућност да их спојите и, применом топлоте и притиска, спојите их“, каже Бери. "То не можете учинити са термосет материјалима."

Идемо даље, НРЕЛ, заједно са пројектним партнеримаТПИ Цомпоситес(Сцоттсдале, Аризона, САД), Адитиве Енгинееринг Солутионс (Акрон, Охајо, САД),Ингерсолл машине алатке(Роцкфорд, Илл., САД), Универзитет Вандербилт (Ноксвил) и ИАЦМИ, ће развити иновативне структуре језгра сечива како би омогућиле економичну производњу високих перформанси, веома дугачких сечива — дужине преко 100 метара — које су релативно ниске тежина.

Коришћењем 3Д штампања, истраживачки тим каже да може да произведе врсте дизајна који су потребни за модернизацију лопатица турбине са високо конструисаним структуралним језгром у облику мреже различите густине и геометрије између структурних омотача лопатица турбине. Кожа сечива ће бити инфундирана коришћењем система термопластичне смоле.

Ако успеју, тим ће смањити тежину и цену лопатице турбине за 10% (или више), а време производног циклуса за најмање 15%.

Поред тогапримарна награда АМО ФОАза АМ термопластичне структуре лопатица ветротурбина, два пројекта подгранта ће такође истражити напредне технике производње ветротурбина. Државни универзитет Колорадо (Форт Колинс) води пројекат који такође користи 3Д штампање за прављење композита ојачаних влакнима за нове унутрашње структуре лопатица ветра, саОвенс Цорнинг(Толедо, Охајо, САД), НРЕЛ,Аркема Инц.(Кинг оф Прусса, Пенсилванија, САД) и Вестас Бладес Америца (Бригхтон, Цоло., САД) као партнери. Други пројекат, који води ГЕ Ресеарцх (Нискаиуна, НИ, САД), назван је АМЕРИКА: адитивне и модуларно омогућене лопатице ротора и интегрисани склоп композита. Партнерство са ГЕ Ресеарцх јеНационална лабораторија Оак Риџ(ОРНЛ, Оак Риџ, Теннессее, САД), НРЕЛ, ЛМ Винд Повер (Колдинг, Данска) и ГЕ Реневабле Енерги (Париз, Француска).

Фром: цомпоситесворлд