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열가소성 블레이드의 3D 인쇄는 열 용접을 가능하게하고 재활용 성을 향상시켜 터빈 블레이드 중량과 비용을 최소 10%, 생산주기 시간을 15%줄일 수있는 잠재력을 제공합니다.

NREL 시니어 풍력 기술 엔지니어 인 Derek Berry가 이끄는 National Renewable Energy Laboratory (Nrel, Golden, Colo.그들의 조합을 발전시킵니다재활용 가능한 열가소성 및 첨가제 제조 (AM). 이 사전은 미국 에너지 부서의 고급 제조 사무소 (Advanced Manufacturing Office)의 자금 조달로 기술 혁신을 자극하고 미국 제조업의 에너지 생산성을 향상 시키며 최첨단 제품의 제조를 가능하게하기 위해 설계된 상을 수여함으로써 가능해졌습니다.

오늘날 대부분의 유틸리티 규모의 풍력 터빈 블레이드는 동일한 조개 껍질 디자인을 가지고 있습니다. 두 개의 유리 섬유 블레이드 스킨은 접착제와 함께 결합되어 지난 25 년 동안 효율성을 위해 최적화 된 Shear Webs라는 하나 이상의 복합 강화 구성 요소를 사용합니다. 그러나 풍력 에너지 생산을 증가시켜 온실 가스 배출량을 부분적으로 줄이기위한 목표에 중요한 개선 사항을 통해 풍력 터빈 블레이드를 가볍고, 더 길고, 저렴하고, 더 효율적으로 만들려면 - 연구원들은 기존의 조개 껍질을 완전히 다시 생각해야합니다. NREL 팀의 주요 초점.

우선 NREL 팀은 수지 매트릭스 재료에 중점을두고 있습니다. 현재의 설계는 에폭시, 폴리 에스테르 및 비닐 에스테르와 같은 열 세트 수지 시스템, 한 번 경화 된 폴리머와 같은 가교와 같은 폴리머에 의존합니다.

Berry는“Thermoset Resin 시스템이있는 블레이드를 생산하면 프로세스를 뒤집을 수 없습니다. “또한 []도 칼날을 만듭니다재활용이 어렵습니다.”

작업고급 복합재 제조 혁신 연구소(IACMI, KNOXVILLE, Tenn., US) NREL의 복합재 제조 교육 및 기술 (Comet) 시설에서, 멀티 내 조직 팀은 서모 세트 재료와 달리 열가소성을 사용하여 원래의 폴리머를 분리하여 끝을 활성화 할 수있는 열가소체를 사용하는 시스템을 개발했습니다. -생애 (EOL) 재활용 성.

열가소성 블레이드 부품은 또한 열 용접 공정을 사용하여 결합 할 수 있으며, 이는 접착제 (종종 무겁고 비싼 재료)가 블레이드 재활용 성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

Berry는“두 개의 열가소성 블레이드 구성 요소를 사용하면 함께 모여 열과 압력을 적용하여 합류 할 수 있습니다. "열경화물 재료로는 그렇게 할 수 없습니다."

프로젝트 파트너와 함께 NrelTPI 복합재(Scottsdale, Ariz., 미국), 첨가제 엔지니어링 솔루션 (미국 오하이오 주 Akron),Ingersoll 공작 기계(미국 일리노이 주 록 포드), Vanderbilt University (Knoxville) 및 IACMI는 혁신적인 블레이드 코어 구조를 개발하여 비용 효율적인 고성능, 매우 긴 블레이드 (100 미터가 넘는 길이)를 비교적 낮게 생산할 수 있습니다. 무게.

연구팀은 3D 프린팅을 사용함으로써 터빈 블레이드의 구조적 피부 사이의 다양한 밀도와 형상의 고도로 조작 된 순 자형 구조 코어로 터빈 블레이드를 현대화하는 데 필요한 디자인을 생산할 수 있다고 밝혔다. 블레이드 스킨은 열가소성 수지 시스템을 사용하여 주입됩니다.

그들이 성공하면 팀은 터빈 블레이드 중량과 비용을 10% (또는 그 이상)와 생산주기 시간을 15% 이상 줄입니다.

외에프라임 AMO FOA 상AM 열가소성 풍력 터빈 블레이드 구조의 경우, 두 개의 하위 유약 프로젝트도 고급 풍력 터빈 제조 기술을 탐색 할 것입니다. 콜로라도 주립 대학 (Fort Collins)오웬스 코닝(미국 오하이오 주 톨레도), Nrel,Arkema Inc.(미국 Prussa, Pa., 미국) 및 Vestas Blades America (Brighton, Colo., 미국) 파트너. GE Research (미국, 뉴욕 주 Niskayuna)가 이끄는 두 번째 프로젝트는 America : Additive 및 Modular-Enabled Rotor Blades 및 통합 복합재 어셈블리로 불립니다. GE Research와의 파트너십오크 릿지 국립 연구소(Ornl, Oak Ridge, Tenn., Us), NREL, LM 풍력 발전 (Kolding, Denmark) 및 GE Renewable Energy (Paris, France).

보낸 사람 : Compositesworld