ข่าว

การพิมพ์ 3 มิติของใบมีดเทอร์โมพลาสติกช่วยให้การเชื่อมด้วยความร้อนและปรับปรุงการรีไซเคิลได้ซึ่งมีศักยภาพในการลดน้ำหนักและค่าใช้จ่ายใบพัดกังหันอย่างน้อย 10%และรอบการผลิต 15%

ทีมงานของ National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., US) นักวิจัยนำโดย Derek Berry วิศวกรเทคโนโลยีลมอาวุโสของ NREL ยังคงพัฒนาเทคนิคใหม่ ๆ ในการผลิตใบมีดกังหันลมขั้นสูงโดยการรวมกันของพวกเขาของเทอร์โมพลาสติกรีไซเคิลและการผลิตสารเติมแต่ง (AM) ความก้าวหน้าเกิดขึ้นได้โดยการระดมทุนจากสำนักงานการผลิตขั้นสูงของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา-รางวัลที่ออกแบบมาเพื่อกระตุ้นนวัตกรรมเทคโนโลยีปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตพลังงานของการผลิตของสหรัฐและช่วยให้การผลิตผลิตภัณฑ์ที่ทันสมัย

ทุกวันนี้ใบมีดกังหันลมระดับยูทิลิตี้ส่วนใหญ่มีการออกแบบ clamshell เหมือนกัน: สกินใบมีดไฟเบอร์กลาสสองตัวถูกผูกมัดพร้อมกับกาวและใช้ส่วนประกอบที่แข็งทื่อหนึ่งหรือหลายชิ้นที่เรียกว่า Shear Webs ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามเพื่อให้ใบพัดกังหันลมเบาขึ้นยาวกว่าราคาถูกกว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการจับพลังงานลม - การปรับปรุงที่สำคัญต่อเป้าหมายของการตัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกส่วนหนึ่งโดยการเพิ่มการผลิตพลังงานลม - นักวิจัยจะต้องคิดใหม่ทั้งหมด จุดสนใจหลักของทีม NREL

ในการเริ่มต้นทีม NREL มุ่งเน้นไปที่วัสดุเมทริกซ์เรซิ่น การออกแบบในปัจจุบันขึ้นอยู่กับระบบเรซินเทอร์โมเซตเช่นอีพอกซี, โพลีเอสเตอร์และเอสเทอร์ไวนิล, โพลิเมอร์ที่ครั้งหนึ่งเคยหายการเชื่อมโยงข้ามเหมือน Brambles

“ เมื่อคุณผลิตใบมีดที่มีระบบเรซินเทอร์โมเซ็ตคุณจะไม่สามารถย้อนกลับกระบวนการได้” Berry กล่าว “ นั่นก็ทำให้ใบมีดรีไซเคิลยาก-

ทำงานกับนวัตกรรมสถาบันการผลิตคอมโพสิตขั้นสูง(IACMI, KNOXVILLE, Tenn., US) ใน Composites การผลิตคอมโพสิตของ NREL การศึกษาและเทคโนโลยี (COMET) สิ่งอำนวยความสะดวกทีมหลายสถาบันพัฒนาระบบที่ใช้เทอร์โมพลาสติคซึ่งไม่เหมือนวัสดุเทอร์โมเซต -of-Life (EOL) การรีไซเคิล

ชิ้นส่วนใบมีดเทอร์โมพลาสติกสามารถเข้าร่วมได้โดยใช้กระบวนการเชื่อมความร้อนที่สามารถขจัดความจำเป็นในการกาว - วัสดุที่หนักและมีราคาแพง - เพิ่มความสามารถในการรีไซเคิลใบมีดได้

“ ด้วยส่วนประกอบใบมีดเทอร์โมพลาสติกสองตัวคุณมีความสามารถในการนำพวกเขามารวมกันและผ่านการประยุกต์ใช้ความร้อนและความดันเข้าร่วมกับพวกเขา” Berry กล่าว “ คุณไม่สามารถทำได้ด้วยวัสดุเทอร์โมเซต”

ก้าวไปข้างหน้า NREL พร้อมกับ Project Partnersคอมโพสิต TPI(Scottsdale, Ariz., US), โซลูชั่นวิศวกรรมเพิ่มเติม (Akron, Ohio, US),เครื่องมือเครื่อง Ingersoll(Rockford, Ill., US), Vanderbilt University (Knoxville) และ IACMI จะพัฒนาโครงสร้างหลักของใบมีดที่เป็นนวัตกรรมเพื่อให้การผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงมีประสิทธิภาพสูงและมีความยาวมากกว่า 100 เมตร น้ำหนัก.

ด้วยการใช้การพิมพ์ 3 มิติทีมวิจัยกล่าวว่ามันสามารถผลิตประเภทของการออกแบบที่จำเป็นในการปรับปรุงใบมีดกังหันด้วยแกนโครงสร้างที่มีรูปทรงสูงที่มีรูปทรงสูงที่มีความหนาแน่นและรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกันระหว่างผิวหนังโครงสร้างของใบมีดกังหัน สกินใบมีดจะถูกผสมโดยใช้ระบบเรซินเทอร์โมพลาสติก

หากพวกเขาประสบความสำเร็จทีมจะลดน้ำหนักใบมีดและค่าใช้จ่าย 10% (หรือมากกว่า) และรอบการผลิตอย่างน้อย 15%

นอกเหนือจากไฟล์รางวัล Prime Amo Foaสำหรับโครงสร้างใบมีดกังหันลมเทอร์โมพลาสติก AM โครงการย่อยสองโครงการจะสำรวจเทคนิคการผลิตกังหันลมขั้นสูง มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด (ฟอร์ตคอลลินส์) เป็นผู้นำโครงการที่ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อทำคอมโพสิตเสริมไฟเบอร์สำหรับโครงสร้างใบมีดลมภายในใหม่ด้วยOwens Corning(Toledo, Ohio, US), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., US) และ Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) เป็นหุ้นส่วน โครงการที่สองนำโดย GE Research (Niskayuna, NY, US) ได้รับการขนานนามว่าอเมริกา: ใบพัดโรเตอร์ที่เปิดใช้งานและแบบแยกส่วนและชุดประกอบคอมโพสิตแบบบูรณาการ การร่วมมือกับ GE Research คือห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denmark) และ GE พลังงานหมุนเวียน (ปารีส, ฝรั่งเศส)

จาก: Compositesworld