Центр перспективных структур и композитов Университета штата Мэн (UMaine) получил 2 800 000 долларов США от Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США на разработку форм для 3D-печати лопастей для ветряных турбин.
Центру необходимо предоставить «быстрое и недорогое решение по производству добавок для изготовления крупных сегментированных форм для ветряных лопастей».
Кроме того, Центр композитов UMaine будет сотрудничать с Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL), получившей $4 млн. для применения роботизированного осаждения непрерывных армирующих волокон в лопастях турбин. В настоящее время инновации в технологии больших лопастей ветра являются дорогостоящим и трудоемким процессом.
Формы и арматура для крупных лопастей могут стоить более 10 миллионов долларов.
«16-20 месяцев для выхода на рынок – это слишком длительное время для этого растущего рынка»,- сказал UMaine.
По словам исполнительного директора UMaine Хабиба Дагера по передовым структурам и композитам: «Очень большие формы ветряных лопастей будут напечатаны на крупнейшем в мире полимерном 3D-принтере, расположенном в Центре композитов UMaine, с использованием перерабатываемых биологических материалов, армированных деревом».
«Сочетание передового производства 3D-печати с сырьем на биологической основе, позволит снизить затраты на разработку новых лопастей на 25–50% и ускорит их производство как минимум на 6 месяцев».
«Формы, изготовленные с использованием этих материалов, можно измельчать и повторно использовать для других форм, поэтому это является более экологичным решением».
Компания UMaine - мировой лидер в области технологии целлюлозных нановолокон (ЦНВ), включая разработку термопластичных композитов, армированных нано- и микроцеллюлозой».
Новые биоматериалы обладают механическими свойствами, аналогичными алюминию, при более низких затратах на производство.
Углеродное волокно, армированное ABS термопластичным сырьем, которое широко используется в крупномасштабной 3D печати, стоит более $5 за фунт. За счет включения биоматериалов, полученных из древесины, стоимость исходного сырья будет снижена до 2 долларов за фунт.
В формы будут встраиваться нагревательные элементы, напечатанные на 3D-принтере, с использованием новой технологии, разработанной ORNL. Контроль температуры поверхности пресс-формы является важнейшим производственным требованием. Новая технология ORNL позволяет автоматически наносить нагревательные элементы, что сокращает время и стоимость изготовления пресс-форм.
Результатом предлагаемого исследования является преобразование производства пресс-форм как ключевого фактора для более быстрой и экономичной разработки больших лопастей для ветряных турбин.
TPI Composites и Siemens Gamesa (SGRE) сотрудничают с Центром композитов UMaine в этом проекте. Успешная демонстрация позволит SGRE и TPI внедрить решение аддитивного производства на практике.