Nyheter

3D -utskrift av termoplastiske kniver muliggjør termisk sveising og forbedrer resirkulerbarhet, og gir potensialet til å redusere turbinbladets vekt og kostnad med minst 10%, og produksjonssyklustid med 15%.

Et team av National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., USA) Forskere, ledet av NREL senior vindteknologiingeniør Derek Berry, fortsetter å fremme sine nye teknikker for å produsere avanserte vindmølleblader avfremme deres kombinasjonav resirkulerbar termoplast og additiv produksjon (AM). Fremskrittet ble muliggjort ved finansiering fra det amerikanske Department of Energys avanserte produksjonskontor-priser designet for å stimulere til teknologiinnovasjon, forbedre energiproduktiviteten til amerikansk produksjon og muliggjøre produksjon av banebrytende produkter.

I dag har de fleste vindmølleblader i brukskala den samme muslingutformingen: to glassfiberbladskinn er bundet sammen med lim og bruker en eller flere komposittstivningskomponenter kalt Shear Webs, en prosess optimalisert for effektivitet de siste 25 årene. For å gjøre vindmøllebladene lettere, lengre, rimeligere og mer effektive til å fange opp vindenergi - forbedringer som er kritiske for målet om å kutte klimagassutslipp delvis ved å øke vindenergiproduksjonen - må forskere helt revurdere den konvensjonelle muslingen, noe som er NREL -teamets hovedfokus.

For å starte fokuserer NREL -teamet på harpiksmatriksmaterialet. Nåværende design er avhengige av termosettharpikssystemer som epoksyer, polyestere og vinylestere, polymerer som, når de først er kurert, tverrbinding som brambles.

"Når du har produsert et blad med et termosettharpikssystem, kan du ikke snu prosessen," sier Berry. “Det [også] lager bladetvanskelig å resirkulere. ”

Jobber medInstitute for Advanced Composites Producturing Innovation(IACMI, Knoxville, Tenn., USA) I NRELs Composites Producturing Education and Technology (COMET) -anlegg utviklet det multi-institusjonsteamet systemer som bruker termoplast, som, i motsetning til termosettmaterialer, kan varmes opp for å skille de originale polymerene, og Enable End -of-Life (EOL) gjenvinnbarhet.

Termoplastiske bladdeler kan også kobles sammen ved hjelp av en termisk sveiseprosess som kan eliminere behovet for lim - ofte tunge og dyre materialer - ytterligere forbedring av resirkulerbarhet.

"Med to termoplastiske bladkomponenter har du muligheten til å bringe dem sammen, og gjennom påføring av varme og trykk, bli med dem," sier Berry. "Du kan ikke gjøre det med termosettmaterialer."

Fremover, NREL, sammen med prosjektpartnereTPI -kompositter(Scottsdale, Ariz., USA), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, USA),Ingersoll Machine Tools(Rockford, Ill., USA), Vanderbilt University (Knoxville) og IACMI, vil utvikle innovative bladkjernetsstrukturer for å mulig vekt.

Ved å bruke 3D-utskrift, sier forskerteamet at det kan produsere hva slags design som trengs for å modernisere turbinblader med høyt konstruerte, nettformede strukturelle kjerner med varierende tettheter og geometrier mellom strukturskinnene i turbinbladet. Bladeskinnene vil bli tilført ved hjelp av et termoplastisk harpikssystem.

Hvis de lykkes, vil teamet redusere turbinbladets vekt og kostnad med 10% (eller mer) og produksjonssyklustid med minst 15%.

I tillegg tilPrime Amo Foa AwardFor AM -termoplastiske vindmøllebladstrukturer vil to subgrant -prosjekter også utforske avanserte vindmølleproduksjonsteknikker. Colorado State University (Fort Collins) leder et prosjekt som også bruker 3D-utskrift for å lage fiberforsterkede kompositter for 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 andre prosjektet, ledet av GE Research (Niskayuna, NY, USA), er kalt America: Additive and Modular-Aktable Rotor Blades and Integrated Composites Assembly. Samarbeid med GE -forskning erOak Ridge National Laboratory(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danmark) og GE Renewable Energy (Paris, Frankrike).

Fra: Compositesworld