nijs

3D-printsjen fan thermoplastyske blêden makket thermyske lassen mooglik en ferbettert recycleberens, en biedt it potinsjeel om it gewicht en de kosten fan turbineblêden te ferminderjen mei op syn minst 10%, en produksjesyklustiid mei 15%.

In team fan ûndersikers fan Nasjonaal Renewable Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., FS), ûnder lieding fan NREL senior wyntechnology-yngenieur Derek Berry, bliuwt har nije techniken foarút te bringen foar it produsearjen fan avansearre wynturbinebladen trochfierder harren kombinaasjefan recyclebere thermoplasten en additive manufacturing (AM). De foarútgong waard mooglik makke troch finansiering fan it Avansearre Manufacturing Office fan 'e US Department of Energy - prizen ûntworpen om technologyske ynnovaasje te stimulearjen, de enerzjyproduktiviteit fan' e Amerikaanske produksje te ferbetterjen en de fabrikaazje fan avansearre produkten mooglik te meitsjen.

Hjoed, de measte nut-skaal wynturbine blades hawwe deselde clamshell design: Twa fiberglass blade skins wurde bonded tegearre mei adhesive en brûke ien of meardere gearstalde stiffening komponinten neamd shear webs, in proses optimalisearre foar effisjinsje oer de ôfrûne 25 jier. Om wynturbinebladen lykwols lichter, langer, minder djoer en effisjinter te meitsjen by it fangen fan wynenerzjy - ferbetteringen dy't kritysk binne foar it doel fan it ferminderjen fan broeikasgassen foar in part troch it fergrutsjen fan wynenerzjyproduksje - moatte ûndersikers de konvinsjonele clamshell folslein opnij betinke, iets dat is de primêre fokus fan it NREL-team.

Om te begjinnen rjochtet it NREL-team har op it harsmatrixmateriaal. Aktuele ûntwerpen fertrouwe op thermoset harssystemen lykas epoksy's, polyesters en vinylesters, polymers dy't, ienris genêzen, krúsje as brambles.

"As jo ​​ienris in blêd produsearje mei in thermoset harssysteem, kinne jo it proses net keare," seit Berry. "Dat makket [ek] it blêddreech te recycle."

Wurkje mei deYnstitút foar Avansearre Composites Manufacturing Ynnovaasje(IACMI, Knoxville, Tenn., FS) yn NREL's Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) Facility, it team fan meardere ynstellings ûntwikkele systemen dy't thermoplastyk brûke, dy't, yn tsjinstelling ta thermoset materialen, kinne wurde ferwaarme om de orizjinele polymeren te skieden, wêrtroch't ein kin -of-life (EOL) recycleberens.

Thermoplastyske blade dielen kinne ek wurde ferbûn mei help fan in termyske welding proses dat koe elimineren de needsaak foar adhesiven - faak swiere en djoere materialen - fierder ferbetterjen blade recyclability.

"Mei twa thermoplastyske blêdkomponinten hawwe jo de mooglikheid om se byinoar te bringen en, troch it tapassen fan waarmte en druk, mei te dwaan," seit Berry. "Jo kinne dat net dwaan mei thermoset materialen."

Trochgean foarút, NREL, tegearre mei projektpartnersTPI Composites(Scottsdale, Ariz., FS), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, FS),Ingersoll Machine Tools(Rockford, Ill., FS), Vanderbilt University (Knoxville) en IACMI, sille ynnovative blêdkearnstruktueren ûntwikkelje om de kosten-effisjinte produksje mooglik te meitsjen fan hege prestaasjes, heul lange blêden - goed mear as 100 meter yn 'e lingte - dy't relatyf leech binne gewicht.

Troch 3D-printsjen te brûken, seit it ûndersyksteam dat it de soarten ûntwerpen kin produsearje dy't nedich binne om turbineblêden te modernisearjen mei heul yngenieurde, netfoarmige strukturele kearnen fan wikseljende tichtens en geometryen tusken de strukturele skins fan 'e turbineblêd. De blêdskinnen sille wurde ynfuseare mei in thermoplastysk harssysteem.

As se slagje, sil it team turbinebladgewicht en kosten ferminderje mei 10% (of mear) en produksjesyklustiid mei op syn minst 15%.

Neist deprime AMO FOA awardfoar AM thermoplastic wynturbine blade struktueren, twa subgrant projekten sille ek ferkenne avansearre wyn turbine manufacturing techniken. Colorado State University (Fort Collins) liedt in projekt dat ek 3D-printsjen brûkt om glêstriedfersterke kompositen te meitsjen foar nije ynterne wynblêdstruktueren, meiOwens Corning(Toledo, Ohio, FS), NREL,Arkema Inc.(Kening fan Prussa, Pa., US), en Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) as partners. It twadde projekt, ûnder lieding fan GE Research (Niskayuna, NY, FS), wurdt neamd AMERIKA: Additive en Modular-ynskeakele Rotor Blades en Integrated Composites Assembly. Gearwurking mei GE Research binneOak Ridge National Laboratory(ORNL, Oak Ridge, Tenn., FS), NREL, LM Wind Power (Kolding, Denemarken) en GE Renewable Energy (Parys, Frankryk).

Fan: compositesworld