美国计划用3D打印技术助力风电机组部件生产

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今朝,美国国防部(DOE)正在经由3D打印模具研制风电机组叶片。这款方才完成气动设计的叶片,将匡助研究人员更好地舆解风电场内的机组若何互相影响,以及若何经由优化来提高发电效率。

采用3D印刷手艺,可能会缩短风电机组的生产时间,并节约制造成本,进而降低风电的成本。

美国风电行业从业人员有73000人,估计将来五年将吸引350亿美元投资。寻找更快、更具成本效益的方式来制造风电机组,以及研究若何更好地行使风能,都是至关主要的,而叶片的3D打印手艺则有进展解决这两个问题。

一方面,需要研究的第一个首要范畴就是尾流的气动特征。在风电场中,很多风电机组非常接近,对彼此的效率发生负面影响。但同时,大规模使用风能的独一途径则又是将很多风电机组安装到一路。

为解决这一问题,美国能源部与Sandia国度实验室、Oak Ridge国度实验室、TPI复合材料和Wetzel工程公司合作,对使用3D打印模具生产缩尺寸叶片的过程进行跟踪。为研究哄骗3D打印手艺开发更低成本的风机叶片,美国能源部投资100万美元,以上只是该项目的一部门内容。

这款长度为13米的叶片将在美国能源部位于德克萨斯州的SWiFT举措开展测试,以匡助研究人员更好地认识相邻的机组若何对彼此的效率发生影响。

另一方面,在缩短风电机组生产时间和降低制造成本的问题上,3D打印叶片模具也是一个主要的前进。今朝,叶片长度平均高出50米,并且还需要足够高的强度来承受伟大的载荷,是以叶片生产流程是高耗能、高成本和高耗时的。

每每需要用一个阳模来制造叶片模具(阴模),再用阴模来制造玻璃钢叶片。然而,若是引入3D打印手艺,将或许直接将第一步作废,降低制造成本,并给研究人员以时间和自由,来对新的机能进行试验,并提高设计的灵动性。

今朝,固然研究仅针对于简化风机叶片的制造过程,但3D打印手艺也有助于其他风电机组部件的生产,以便使风电的成本更低。美国能源部表现,其方针是到2030年将风电的成本降低20%。


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