Университет штата Мэн разработает технологию аддитивного производства лопастей для ветрогенераторов

В основе решения будет использоваться гигантский композитный 3D-принтер Ingersoll, который университет уже успешно применял в предыдущих проектах, в том числе для 3D-печати самого большого в мире катера.

Кроме того, Центр UMaine Composites будет сотрудничать с Окриджской национальной лабораторией (ORNL), в рамках 4 миллионого гранта по роботизированному армированию лопастей непрерывными волокнами.

В настоящее время внедрение инноваций в технологию производства больших лопастей для ВЭУ является крайне дорогостоящим и трудоемким процессом. Формы и оснастка для них могут стоить до 10 миллионов долларов США, а время выхода на рынок составлять 16-20 месяцев.

"Очень большие формы для лопастей ветряков будут напечатаны на самом большом в мире полимерном 3D принтере, расположенном в Центре композитов UMaine, с использованием перерабатываемых биоматериалов, усиленных деревом, - рассказал Хабиб Дагер, исполнительный директор Центра прогрессивных структур и композитов. - Сочетая передовую 3D-печать с сырьем на биологической основе, наша команда считает, что затраты на разработку новых лезвий могут быть снижены на 25 - 50 % и ускорены как минимум на 6 месяцев. Пресс-формы, изготовленные с использованием этих материалов, могут быть измельчены и повторно использованы для других форм, что делает их более экологичным решением".

Университет UMaine является мировым лидером в области технологий целлюлозных нановолокон (CNF), включая разработку термопластичных композитов, армированных нано- и микроцеллюлозой. Эти новые биоматериалы предлагают механические свойства, аналогичные алюминию, но при более низкой стоимости изготовления. Так армированное углеродным волокном сырье из ABS, которое широко используется в крупномасштабной 3D-печати, стоит более 5 долларов США за фунт. За счет включения биоматериалов, полученных из древесины, стоимость сырья может быть снижена до менее чем $2 за фунт.

Также в формы для лопастей будут встраиваться 3D-печатные нагревательные элементы, для создания которых будет использоваться новая технология, разработанная в ORNL. Контроль температуры поверхности пресс-формы является критически важным в процессе производства, а новая технология ORNL позволяет осуществлять роботизированное размещение нагревательных элементов, что сокращает время и затраты на изготовление пресс-формы.

Результатом предлагаемых исследований станет преобразование производства пресс-форм как ключевого инструмента для более быстрой и рентабельной разработки лопастей больших ветроустановок.