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美国能源部最近选择了三个通用电力部门来开发一个革命性的系统,用于设计和生产3D打印的风力涡轮机叶片。
GE可再生能源,GE Research和LM风力发电将与Oakridge National Lab(ORNL)和国家可再生能源实验室(NREL)一起工作,这是一个耗资670万美元涡轮机的大型转子可以进行物理测试并使用。计划的项目将着重于开发低成本的热塑性皮肤和印刷加固。该项目对热塑性塑料的重视值得注意,因为这种有希望的材料可以使风力涡轮机叶片更具可回收性有很大帮助。
重新驾驶风能行业
该公私项目旨在通过降低制造成本,提高供应链的多功能性以及提供更有效运输的较轻重量刀片来提高商业风能竞争力。项目负责人还希望减少设计周期时间,从而使风电场优化并降低成本。
GE在20多年前为喷气发动机首次亮相的复合叶片确实具有重要的历史,该项目的历史具有重要的历史。
2019年,GE为GE9X喷气发动机推出了12英寸,3D打印的涡轮刀片。碳纤维叶片是为波音公司的777倍喷气式飞机,有效地降低了发动机重量和优化功率。777X在2020年成功上演了其第一次航班,其中300多个用3D打印技术制作。GE9X目前是GE的世界上最大的商用喷气发动机,前风扇的尺寸超过130英寸。
多年来,GE的航空知识越来越多地用于风能行业。2020年6月,GE的可再生能源部与3D打印建筑业务合作,名为Cobod and Construction Materials Company Lafargeholcim创建了3D打印的风力涡轮机塔。亚博网站下载这些塔可能会增加全球清洁能源的产量,同时大大降低成本。
新的670万美元的项目业绩也可能改变游戏规则,用于开发用于陆上和海上涡轮机的大型转子。NREL表示,叶片零件的生产进行改进可以提高美国的制造竞争力。然后,这可以通过避开后勤限制的极其优化的巨大刀片模型来导致潜在的成本。
3D打印风力涡轮机刀片
NREL和ORNL科学家一段时间以来一直在研究风力涡轮机叶片的大规模3D打印。在去年发表的NREL论文中,政府组织宣布了计划开发“三明治复合”模型的计划,该模型利用最新的技术和技术来制造轻巧,轮廓优化的刀片核心。该计划是制造结构核,该核心可以支持ORNL的13米示范刀片3D打印,并在NREL上制造和测试了全尺寸的刀片。
用绿色材料削减3D打印涡轮机的成本亚博网站下载
同时,缅因州大学获得了280万美元的政府奖项,以制定3D打印过程,用于开发用于风力涡轮机的大型可回收刀片模具。
这些大刀片的霉菌和工具的成本可能超过1000万美元,而霉菌在16到20个月之间的营销时间可能会限制创新。大型3D打印项目中常用的碳增强热塑性材料的价格超过每公斤11美元。
该大学宣布了将从木材中提出的绿色材料整合到将原料材料支出降低到每公斤不到4.40美元的绿色材料。亚博网站下载2019年,该大学利用世界上最大的聚合物3D打印机来补充其风力刀片评估设施,这是美国第二大的。
大学官员说,该项目可以通过结合最新的3D印刷技术和基于生物的原材料来改善行业的可持续性。亚博网站下载他们指出,使用绿色材料制造的模具可能会被扎根并重新利用,可能是在新模具中。亚博网站下载这比目前的方法更可持续。
该大学项目开发的原料似乎具有与铝的机械性能相当,但制造成本较低。
除了美国能源部的280万美元联邦奖励外,该大学还将与ORNL合作,最近获得了400万美元的赠款,以开发可以更好地调节霉菌表面温度的技术。这是霉菌制造的重要方面。新的ORNL技术可以促进加热元件的自动沉积,从而降低与霉菌制造相关的时间和成本。
参考和进一步阅读
GE研究。设计和制造3DP热塑性风力涡轮机叶片的新项目。omnexus。[在线]可用:https://omnexus.specialchem.com/news/industry-news/3dp-thermoplastic-wind-turbine-blades-000223995
Everett,H。GE使用3D打印的涡轮刀片提高风能的竞争力。3D打印行业。[在线]可用:https://3dprintingindustry.com/news/ge-to-xadvance-competivelivelionices-of-wind-energy-with-3d-with-3d-printed-trurbine-blades-blades-183959/
Agyepong-Parsons,J。世界上最大的3D打印机将风力涡轮机刀片降低了一半。每月风力。[在线]可用:https://www.windpowermonthly.com/article/1705890/worlds-larges-larges-3d-printer-cut-wind-wind-wind-turbine-blade-costs half
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