notícies

La impressió en 3D de fulles termoplàstiques permet la soldadura tèrmica i millora la reciclabilitat, oferint el potencial de reduir el pes i el cost de la fulla de la turbina en un mínim del 10%i el temps de cicle de producció en un 15%.

Un equip del National Energy Energy Laboratory (NREL, Golden, Colo., EUA), dirigit per l’enginyer de tecnologia eòlica de NREL, Derek Berry, continua avançant les seves noves tècniques per fabricar fulles avançades de l’aerogeneradorAfavorint la seva combinacióde termoplàstics reciclables i fabricació d’additius (AM). L’avanç va ser possible mitjançant el finançament de l’Oficina de fabricació avançada del Departament d’Energia dels Estats Units: premis dissenyats per estimular la innovació tecnològica, millorar la productivitat energètica de la fabricació nord-americana i permetre la fabricació de productes d’avantguarda.

Avui en dia, la majoria de les fulles de turbines eòliques a escala d’utilitat tenen el mateix disseny de clamshell: dues pells de fibra de fibra de vidre s’uneixen juntament amb l’adhesiu i utilitzen un o diversos components d’enduriment compost anomenats webs de cisalla, un procés optimitzat per a l’eficiència durant els últims 25 anys. Tanmateix, per fer les fulles de l’aerogenerador més lleugeres, més llargues, menys costoses i més eficients per capturar l’energia eòlica, millores crítiques per a l’objectiu de tallar les emissions de gasos d’efecte hivernac El focus principal de l'equip NREL.

Per començar, l’equip NREL es centra en el material de la matriu de resina. Els dissenys actuals es basen en sistemes de resina termoset com epoxios, polièsters i èsters de vinil, polímers que, un cop curats, reticulats com els brots.

"Un cop produïu una fulla amb un sistema de resina termoset, no podeu revertir el procés", afirma Berry. “Això [també] fa la fulladifícil de reciclar. "

Treballant amb elInstitut de Composites Avançades Innovació de fabricació(IACMI, KNOXVILLE, Tenn., EUA) A la instal·lació de formació i tecnologia de fabricació de formes de fabricació i tecnologia (Comet) de NREL, l’equip de diverses institucions va desenvolupar sistemes que utilitzen termoplàstics, que, a diferència dels materials termoeset. -reciclabilitat de la vida (EOL).

Les parts de la fulla termoplàstica també es poden unir mitjançant un procés de soldadura tèrmica que podria eliminar la necessitat d’adhesius (sovint materials pesats i costosos) millorant encara més la reciclabilitat de les fulles.

"Amb dos components de la fulla termoplàstica, teniu la possibilitat de reunir -los i, mitjançant l'aplicació de calor i pressió, uniu -los", diu Berry. "No ho podeu fer amb materials termoset."

Avançant, NREL, juntament amb els socis del projecteComposites TPI(Scottsdale, Ariz., EUA), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, EUA),Machines Màquinesogràfiques Ingersoll(Rockford, Ill., EUA), la Universitat Vanderbilt (Knoxville) i IACMI, desenvoluparan estructures innovadores de nuclis de fulla per permetre la producció rendible de les fulles d’alt rendiment i molt llargues, de més de 100 metres de longitud, que són relativament baixes pes.

Mitjançant la impressió 3D, l’equip de recerca diu que pot produir els tipus de dissenys necessaris per modernitzar les fulles de turbina amb nuclis estructurals de forma neta altament dissenyats de diferents densitats i geometries entre les pells estructurals de la fulla de la turbina. Les pells de la fulla s’infusionaran mitjançant un sistema de resina termoplàstica.

Si tenen èxit, l'equip reduirà el pes de la fulla de la turbina i el cost en un 10% (o més) i el temps de cicle de producció almenys un 15%.

A més delPremi Prime AMO FOAPer a les estructures de fulla de l’aerogenerador termoplàstiques AM, dos projectes de subgrant també exploraran tècniques avançades de fabricació de l’aerogenerador. Colorado State University (Fort Collins) lidera un projecte que també utilitza la impressió 3D per fabricar compostos reforçats amb fibra per a noves estructures de fulla de vent internes, ambOwens Corning(Toledo, Ohio, EUA), Nrel,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., EUA), i Vestas Blades America (Brighton, Colo., EUA) com a socis. El segon projecte, dirigit per GE Research (Niskayuna, NY, EUA), és anomenat Amèrica: fulles de rotor additives i habilitades modulars i conjunt de compostos integrats. La col·laboració amb GE Research ésLaboratori Nacional de Oak Ridge(Ornl, Oak Ridge, Tenn., EUA), NREL, LM Power Wind (Kolding, Dinamarca) i GE Renewable Energy (París, França).

De: compositesworld