Pala termoplastikoen 3D inprimatzeak soldadura termikoa ahalbidetzen du eta birziklagarritasuna hobetzen du, turbinaren palen pisua eta kostua gutxienez % 10 murrizteko eta ekoizpen-zikloaren denbora % 15 murrizteko aukera eskaintzen du.
Energia Berriztagarrien Laborategi Nazionaleko (NREL, Golden, Colo., AEB) ikertzaile talde batek, Derek Berry NRELeko haize-teknologiako ingeniari seniorrak zuzenduta, bere teknika berriak aurreratzen jarraitzen du aerosorgailuen pala aurreratuak fabrikatzeko.haien konbinazioa bultzatuztermoplastiko birziklagarriak eta fabrikazio gehigarria (AM). Aurrerapena AEBetako Energia Sailaren Fabrikazio Aurreratuko Bulegoaren finantzaketari esker lortu zen: berrikuntza teknologikoa suspertzeko, AEBetako fabrikazioaren energia produktibitatea hobetzeko eta puntako produktuen fabrikazioa ahalbidetzeko diseinatutako sariak.
Gaur egun, erabilgarritasun-eskalako aerosorgailuen pala gehienek clamshell diseinu bera dute: beira-zuntzezko bi pala azalak itsasgarriarekin lotzen dira eta ebakidura-sare izeneko osagai zurrungarri konposatu bat edo batzuk erabiltzen dituzte, azken 25 urteotan eraginkortasunerako optimizatu den prozesua. Hala ere, aerosorgailuen palak arinagoak, luzeagoak, merkeagoak eta eraginkorragoak izan daitezen energia eolikoa harrapatzeko —hobekuntzak funtsezkoak dira berotegi-efektuko gasen isurketak murrizteko, neurri batean energia eolikoaren ekoizpena areagotuz—, ikertzaileek guztiz birplanteatu behar dute ohiko zorroa, hau da. NREL taldearen ardatz nagusia.
Hasteko, NREL taldea erretxina matrizearen materialean zentratzen ari da. Egungo diseinuak epoxiak, poliesterrak eta binil esterrak bezalako erretxina termoegonkorren sistemetan oinarritzen dira, polimero horiek, behin sendatuta, gurutzatzen diren sasiak bezala.
"Erretxin termoegonkor sistema batekin pala bat ekoizten duzunean, ezin duzu prozesua alderantzikatu", dio Berryk. «Horrek [ere] egiten du palabirziklatzea zaila”.
-rekin lan egitenKonposite Aurreratuen Fabrikazio Berrikuntzarako Institutua(IACMI, Knoxville, Tenn., AEB) NREL-en Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) instalazioan, erakunde anitzeko taldeak termoplastikoak erabiltzen dituzten sistemak garatu zituen, zeinak, material termoegonkorrak ez bezala, jatorrizko polimeroak bereizteko berotu daitezkeenak, amaiera ahalbidetuz. -bizitzaren (EOL) birziklagarritasuna.
Termoplastikozko palan piezak soldadura termikoko prozesu baten bidez ere lotu daitezke, itsasgarrien beharra ezaba dezakeena, askotan material astunak eta garestiak, pala birziklagarritasuna areagotuz.
"Bi pala termoplastikoen osagaiekin, elkartzeko eta, beroaren eta presioaren bidez, elkartzeko gaitasuna duzu", dio Berryk. "Ezin duzu hori egin material termoegonkorrekin".
Aurrera, NREL, proiektuko bazkideekin bateraTPI konposatuak(Scottsdale, Arizona, AEB), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, AEB),Ingersoll Makina Erremintak(Rockford, Ill., AEB), Vanderbilt Unibertsitateak (Knoxville) eta IACMIk, pala-nukleo-egitura berritzaileak garatuko dituzte, errendimendu handiko eta oso luzeko palak (100 metro baino gehiagoko luzera) nahiko baxuak diren eta errendimendu handikoak ekoizteko kostu eraginkorra ahalbidetzeko. pisua.
3D inprimaketa erabiliz, ikerketa-taldeak dio turbinaren palak modernizatzeko beharrezkoak diren diseinu motak sor ditzakeela, dentsitate eta geometria ezberdineko sare-formako egitura-nukleoekin, turbinaren pala estrukturalen artean. Pala larruak erretxina termoplastikozko sistema baten bidez infusituko dira.
Arrakasta lortzen badute, taldeak turbinaren palen pisua eta kostua % 10 (edo gehiago) murriztuko ditu eta ekoizpen-zikloaren denbora gutxienez % 15ean.
Horrez gainlehen AMO FOA sariaAM termoplastikozko aerosorgailuen palen egituretarako, bi azpi-laguntza proiektuk aerosorgailuen fabrikazio-teknika aurreratuak ere aztertuko dituzte. Colorado State University (Fort Collins) 3D inprimaketa ere erabiltzen duen proiektu bat zuzentzen ari da, zuntzekin indartutako konpositeak egiteko, haize-pala egitura berrietarako.Owens Corning(Toledo, Ohio, AEB), NREL,Arkema Inc.(King of Prussa, Pa., AEB) eta Vestas Blades America (Brighton, Kolo., AEB) bazkide gisa. Bigarren proiektua, GE Research (Niskayuna, NY, AEB) buru, AMERICA: Additive and Modular-Enabled Rotor Blades and Integrated Composites Assembly deitzen da. GE Research-ekin lankidetzan aritzea diraOak Ridge Laborategi Nazionala(ORNL, Oak Ridge, Tenn., AEB), NREL, LM Wind Power (Kolding, Danimarka) eta GE Renewable Energy (Paris, Frantzia).
Hemendik: compositesworld
Argitalpenaren ordua: 2021-08-08