nieuws

3D -afdrukken van thermoplastische messen maakt thermisch lassen mogelijk en verbetert de recyclebaarheid, biedt het potentieel om het gewicht en de kosten van het turbineblad met ten minste 10%te verminderen, en de productiecyclusstijd met 15%.

Een team van National Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., US), Amerikaanse), geleid door NREL Senior Wind Technology Engineer Derek Berry, blijven hun nieuwe technieken bevorderen om geavanceerde windturbinebladen te produceren doorhun combinatie bevorderenvan recyclebare thermoplastics en additieve productie (AM). De vooruitgang werd mogelijk gemaakt door financiering van het geavanceerde productiekantoor van het Amerikaanse ministerie van Energie-prijzen die zijn ontworpen om technologische innovatie te stimuleren, de energieproductiviteit van de Amerikaanse productie te verbeteren en de productie van geavanceerde producten mogelijk te maken.

Tegenwoordig hebben de meeste windturbinebladen op het nutsschaal hetzelfde clamshell-ontwerp: twee huiden van glasvezelbladen zijn samen met lijm gebonden en gebruiken een of meerdere composietverstijgingcomponenten genaamd Shear Webs, een proces geoptimaliseerd voor efficiëntie in de afgelopen 25 jaar. Om echter windturbinebladen lichter, langer, duurder en efficiënter te maken in het vastleggen van windenergie - verbeteringen die cruciaal zijn voor het doel om de uitstoot van broeikasgassen gedeeltelijk te verminderen door de productie van windenergie te verhogen - moeten onderzoekers de conventionele clamshell volledig heroverwegen, iets dat is dat is De primaire focus van het NREL -team.

Om te beginnen richt het NREL -team zich op het harsmatrixmateriaal. Huidige ontwerpen zijn afhankelijk van thermosetharssystemen zoals epoxieën, polyesters en vinylesters, polymeren die, eenmaal genezen, verknoping als braamstruiken.

"Zodra u een mes hebt geproduceerd met een thermohardensysteem, kunt u het proces niet omkeren," zegt Berry. “Dat [ook] maakt het mesMoeilijk te recyclen. "

Werken met deInstituut voor geavanceerde composieten productie -innovatie(IACMI, Knoxville, Tenn., US) In de faciliteit voor compositen van NREL's Composites Manufacturing Education and Technology (COMET) ontwikkelde het multi-Institution-team systemen die thermoplastics gebruiken, die, in tegenstelling tot thermoharden -OF-Life (EOL) recyclebaarheid.

Thermoplastische mesonderdelen kunnen ook worden verbonden met behulp van een thermisch lasproces dat de behoefte aan lijmen - vaak zware en dure materialen - kan elimineren die de recyclebaarheid van het mes verder verbeteren.

"Met twee thermoplastische mescomponenten heb je de mogelijkheid om ze samen te brengen en, door de toepassing van hitte en druk, hen aan te sluiten", zegt Berry. "Dat kun je niet doen met thermohardende materialen."

In de toekomst, NREL, samen met projectpartnersTPI -composieten(Scottsdale, Ariz., US), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, VS),Ingersoll Machine Tools(Rockford, Ill., US), Vanderbilt University (Knoxville) en IACMI, zullen innovatieve kernstructuren van het mes ontwikkelen om de kostenefficiënte productie van krachtige, zeer lange messen-ruim 100 meter lang te maken-die relatief laag zijn-die relatief laag zijn- gewicht.

Door 3D-printen te gebruiken, zegt het onderzoeksteam dat het de soorten ontwerpen kan produceren die nodig zijn om turbinebladen te moderniseren met sterk ontwikkelde, netvormige structurele kernen van verschillende dichtheden en geometrieën tussen de structurele huiden van het turbineblad. De meshuiden worden doordrenkt met behulp van een thermoplastisch harssysteem.

Als ze slagen, zal het team het gewicht en de kosten van het turbineblad en de kosten met 10% (of meer) en de productiecyclustijd met ten minste 15% verminderen.

Naast dePrime AMO FOA AwardVoor AM -thermoplastische windturbinebladstructuren zullen twee subgrantprojecten ook geavanceerde windturbineproductietechnieken onderzoeken. Colorado State University (Fort Collins) leidt een project dat ook 3D-printen gebruikt om vezelversterkte composieten te maken voor nieuwe interne windbladestructuren, metOwens Corning(Toledo, Ohio, VS), nrel,Arkema Inc.(Koning van Pruisena, Pa., VS), en Vestas Blades America (Brighton, Colo., VS) als partners. Het tweede project, geleid door GE Research (Niskayuna, NY, VS), wordt Amerika genoemd: additieve en modulaire ingeschakelde rotorbladen en geïntegreerde composietenassemblage. Samenwerken met GE Research zijnOak Ridge National Laboratory(Ornl, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM windenergie (Kolding, Denemarken) en GE Renewable Energy (Parijs, Frankrijk).

Van: CompositesWorld