बातम्या

थर्मोप्लास्टिक ब्लेडची 3D प्रिंटिंग थर्मल वेल्डिंग सक्षम करते आणि पुनर्वापरक्षमता सुधारते, टर्बाइन ब्लेडचे वजन आणि किंमत कमीतकमी 10% कमी करण्याची क्षमता देते आणि उत्पादन सायकल वेळ 15% ने कमी करते.

NREL वरिष्ठ पवन तंत्रज्ञान अभियंता डेरेक बेरी यांच्या नेतृत्वाखाली राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाळा (NREL, Golden, Colo., US) संशोधकांची एक टीम प्रगत पवन टर्बाइन ब्लेड्स तयार करण्यासाठी त्यांचे नवीन तंत्र पुढे चालू ठेवत आहे.त्यांचे संयोजन पुढे करणेपुनर्वापर करण्यायोग्य थर्मोप्लास्टिक्स आणि ॲडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (AM).यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीच्या ॲडव्हान्स्ड मॅन्युफॅक्चरिंग ऑफिसकडून मिळालेल्या निधीमुळे हे आगाऊ शक्य झाले आहे - तंत्रज्ञान नवकल्पना, यूएस मॅन्युफॅक्चरिंगची ऊर्जा उत्पादकता सुधारण्यासाठी आणि अत्याधुनिक उत्पादनांचे उत्पादन सक्षम करण्यासाठी डिझाइन केलेले पुरस्कार.

आज, बहुतेक युटिलिटी-स्केल विंड टर्बाइन ब्लेड्समध्ये समान क्लॅमशेल डिझाइन आहे: दोन फायबरग्लास ब्लेड स्किन्स चिकटलेल्या असतात आणि एक किंवा अनेक कंपोझिट स्टिफनिंग घटक वापरतात ज्याला शीअर वेब म्हणतात, ही प्रक्रिया गेल्या 25 वर्षांमध्ये कार्यक्षमतेसाठी अनुकूल केली गेली आहे.तथापि, पवन टर्बाइन ब्लेड हलके, लांब, कमी खर्चिक आणि पवन ऊर्जा कॅप्चर करण्यासाठी अधिक कार्यक्षम बनवण्यासाठी - पवन ऊर्जा उत्पादन वाढवून ग्रीनहाऊस गॅस उत्सर्जन कमी करण्याच्या उद्दिष्टासाठी महत्त्वपूर्ण सुधारणा - संशोधकांनी पारंपारिक क्लॅमशेलचा पूर्णपणे पुनर्विचार करणे आवश्यक आहे, असे काहीतरी आहे. NREL संघाचे प्राथमिक लक्ष.

सुरू करण्यासाठी, NREL संघ राळ मॅट्रिक्स सामग्रीवर लक्ष केंद्रित करत आहे.सध्याच्या डिझाईन्स थर्मोसेट रेझिन सिस्टम्सवर अवलंबून असतात जसे की इपॉक्सी, पॉलिस्टर आणि विनाइल एस्टर, पॉलिमर जे एकदा बरे होतात, ब्रॅम्बल्ससारखे क्रॉस-लिंक होतात.

“एकदा तुम्ही थर्मोसेट राळ प्रणालीसह ब्लेड तयार केले की, तुम्ही प्रक्रिया उलट करू शकत नाही,” बेरी म्हणतात.“ते [पण] ब्लेड बनवतेरीसायकल करणे कठीण.”

सह काम करत आहेप्रगत कंपोझिट मॅन्युफॅक्चरिंग इनोव्हेशनसाठी संस्था(IACMI, Knoxville, Tenn., US) NREL च्या कंपोझिट मॅन्युफॅक्चरिंग एज्युकेशन अँड टेक्नॉलॉजी (CoMET) सुविधेमध्ये, बहु-संस्था संघाने थर्मोप्लास्टिक्स वापरणाऱ्या प्रणाली विकसित केल्या, ज्या थर्मोसेट मटेरियलच्या विपरीत, मूळ पॉलिमर वेगळे करण्यासाठी गरम केल्या जाऊ शकतात. -ऑफ-लाइफ (EOL) पुनर्वापरक्षमता.

थर्मोप्लास्टिक ब्लेडचे भाग थर्मल वेल्डिंग प्रक्रियेचा वापर करून देखील जोडले जाऊ शकतात ज्यामुळे चिकटपणाची गरज नाहीशी होऊ शकते — बहुतेकदा जड आणि महाग सामग्री — ब्लेडची पुनर्वापरक्षमता वाढवते.

"दोन थर्मोप्लास्टिक ब्लेड घटकांसह, तुमच्याकडे त्यांना एकत्र आणण्याची आणि उष्णता आणि दाब वापरून त्यांना जोडण्याची क्षमता आहे," बेरी म्हणतात."तुम्ही ते थर्मोसेट सामग्रीसह करू शकत नाही."

पुढे जाणे, NREL, प्रकल्प भागीदारांसहTPI संमिश्र(Scottsdale, Ariz., US), Additive Engineering Solutions (Akron, Ohio, US),इंगरसोल मशीन टूल्स(रॉकफोर्ड, इल., यूएस), वँडरबिल्ट विद्यापीठ (नॉक्सव्हिल) आणि IACMI, उच्च-कार्यक्षमता, खूप लांब ब्लेड — 100 मीटर पेक्षा जास्त लांबीचे — ज्या तुलनेने कमी आहेत, त्यांचे किफायतशीर उत्पादन सक्षम करण्यासाठी नाविन्यपूर्ण ब्लेड कोर संरचना विकसित करतील. वजन.

3D प्रिंटिंगचा वापर करून, संशोधन कार्यसंघ म्हणतो की ते टर्बाइन ब्लेडच्या स्ट्रक्चरल स्किनमधील विविध घनता आणि भूमितींच्या उच्च अभियांत्रिकी, नेट-आकाराच्या स्ट्रक्चरल कोरसह टर्बाइन ब्लेडचे आधुनिकीकरण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या प्रकारच्या डिझाइन तयार करू शकतात.थर्मोप्लास्टिक राळ प्रणाली वापरून ब्लेडच्या कातड्या टाकल्या जातील.

जर ते यशस्वी झाले, तर टीम टर्बाइन ब्लेडचे वजन आणि किंमत 10% (किंवा अधिक) कमी करेल आणि उत्पादन सायकल वेळ किमान 15% कमी करेल.

च्या व्यतिरिक्तप्राइम एएमओ एफओए पुरस्कारएएम थर्मोप्लास्टिक विंड टर्बाइन ब्लेड स्ट्रक्चर्ससाठी, दोन सबग्रांट प्रकल्प प्रगत पवन टर्बाइन उत्पादन तंत्र देखील शोधतील.कोलोरॅडो स्टेट युनिव्हर्सिटी (फोर्ट कॉलिन्स) एका प्रकल्पाचे नेतृत्व करत आहे जे नवीन अंतर्गत पवन ब्लेड संरचनांसाठी फायबर-प्रबलित कंपोझिट तयार करण्यासाठी 3D प्रिंटिंग देखील वापरते.ओवेन्स कॉर्निंग(टोलेडो, ओहायो, यूएस), NREL,अर्केमा इंक.(Prussa, Pa., US) राजा, आणि Vestas Blades America (Brighton, Colo., US) भागीदार म्हणून.GE संशोधन (निस्कायना, NY, US) च्या नेतृत्वाखालील दुसरा प्रकल्प, AMERICA: Additive and Modular-Enabled Rotor Blades आणि Integrated Composites असेंबली असे नाव आहे.जीई संशोधन सह भागीदारी आहेतओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाळा(ORNL, Oak Ridge, Tenn., US), NREL, LM विंड पॉवर (कोल्डिंग, डेन्मार्क) आणि GE अक्षय ऊर्जा (पॅरिस, फ्रान्स).

कडून: compositesworld