ככל שהמעבר הגלובלי לאנרגיה מתחדשת מאיץ, אנרגיית הרוח יוצאת כאבן הפינה של הדור של חשמל בר קיימא.לטורנות הרוח חייב לפעול באופן אמין במשך עשורים בסביבות קשות, לעתים קרובות במקומות מרוחקים שבהם תחזוקה היא יקרה ומאוחר יותר היא יקרה.

ייצור נוכחי של Wind Turbines

טורבינות רוח מודרניות הן פלאים הנדסיים, עם קוטרים רוטורים מעל 200 מטרים ומשקלות nacelle של כמה מאות טון. Producing מבנים מסיביים כאלה מסתמכים על שרשרת אספקה גלובלית של סממנים מיוחדים, שמיכות, ומתקני כיס מורכבים. Blades בדרך כלל עשויים זכוכית או סיבי פחמן מחזקים פולימר באמצעות ריבאונדק או prepregupupup בתבניות גדולות - תהליך זה הוא הון סיכון גבוה ואטים לחיקוי נמוך יותר, כמו רכיבי מתכתיים, כלומר, כלומר, הם רק עבור תאים פגומים, כלומר, הם רק עבור תאים פגומים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים, כלומר, הם רק עבור תאים פגומים, הם רק עבור תאים פגומים, הם רק עבור תאים פגומים יותר, 000.

יתרונות מרכזיים של הדפסה תלת-ממדית עבור Wind Turbine Components

התאמה לא מתאימה

טורבינות רוח הן לעתים רחוקות זהות.תנאים ספציפיים של האתר, גובה, קיצוניות טמפרטורה, דרישות רשת לעתים קרובות לדרוש רכיבים מותאמים. 3D הדפסה מאפשר מהנדסים לתכנן וליצור חלקים המתאימים למודל טורבינות מסוים ומיקום מבלי לגרור את העלות של תבניות ייעודיות או כלי.לדוגמה, ניתן להדפיס טיפים להב עם פרופילים אווירודינמיים שונים כדי להתאים דפוסים של זעזועים מקומיים, או קירור ברמת התקני ייצור גבוהה יותר למזג אוויר.

תכנון מהיר ועיצוב

בייצור קונבנציונלי, שינוי עיצוב עבור משטח מתכת מורכב עשוי לדרוש שבועות של שינוי עובש או CNC reprogramming. עם הדפסה 3D, עיצוב ההאקרות ניתן לסובב בימים. מהנדסים יכולים להדפיס אבטיפוס פונקציונלי של חלקים חדשים להב, רכיבי מנגנון המגרש, או חפיסות דיור, לבדוק אותם בשדה או מנהרה רוח, ולחדד את העיצוב במהירות.

עלויות יעילות וצמצום

ייצור אדרטיבי הוא באופן מהותי תת-פעולהי בשימוש החומרי שלו: רק החומר שמהווה את החלק משמש.עבור ייצור בנפח נמוך - מקורן בחליפות רוח ומשדרגות - זה מפחית באופן דרמטי פסולת בהשוואה להזדקנות מחשבונות מוצקים או ליהוק עם עלייה משמעותית ושערים.ההפחתה של פסולת חומרית גם מורידה עלויות חומריות וצריכת אנרגיה.

עיצוב מורכב Geometries ו Light Weight design

רכיבי טורבינות הרוח מוגבלים לעתים קרובות על ידי מגבלות של ייצור מסורתי. 3D הדפסה חופשית מעצבים כדי ליצור מבנים lattice, ערוצי קירור פנימיים, צורות אורגניות, ופרופילי עובי משתנים שמשפרים יחסי כוח למשקל ולביצועים תרמיים.לדוגמה, דיור תיבת הילוכים מודפס יכול לשלב מעברי שמן משולבים וצלעות בדיוק במידת הצורך, צמצום משקל עד 30% תוך שמירה על שלמות מבנית.

על חלקים ספאם וחוססן שרשרת אספקה

אחת ההצעות החשובות ביותר של הדפסה תלת מימדית באנרגיה רוח היא היכולת להדפיס חלקים בודדים על הביקוש או ליד נקודת השימוש. במקום לשבירת אלפי חלקים ייחודיים עבור מודלים שונים טורבינות על פני יבשות מרובות, המפעילים יכולים לשמור על מלאי דיגיטלי של קבצים מודפסים מוסמכים לייצר חלקים במידת הצורך.זה מפחית באופן דרסטי את עלויות הנושא, זמני להוביל, ואת הסיכון של obsolescence בחוות מרוחקות - או חסימת תאים ניידים (או-זמניים) בתוך קיבולת מסולפתים, או מוחלף 3D.

יישומים ספציפיים של הדפסה תלת מימדית ברוח Turbines

Blade Components ו- Aeroדינמית growth

(הלהב נשאר המרכיב החשוב ביותר של טורבינות רוח, בעוד להבים בקנה מידה מלא עדיין מיוצרים בעיקר באמצעות תהליכים מורכבים מסורתיים, הדפסה תלת-ממדית עושה דרכים במספר תת-קרקעיות:0Bladeductions (FLT) ו- 3DVirs) ניתן להדפיס באמצעות הדפסה מהירה יותר של חומרים מטבוליים ו- 3LT5 LTs:

יישום מבטיח נוסף הוא ה-FLT:0 â € ¢repair ושיפוץ של להבים פגומים 1LT במקום להחליף להב שלם, טכנאים יכולים 3D לסרוק את האזור הפגום, לעצב תיקון מותאם אישית, ולהדפיס אותו מחומר מורכב תואם.התאם הוא מחובר וסיים על גבי אתר, להאריך את חיי הלהבים ולהפחית את הפסולת.

Nacelle ו- Drivetrain Parts

(המכונה) היא בעלת מבנה, סוללת, סוללת ומערכת ה-ew – דרישות הדורשות דיוק ועמידות (ד) הדפסה תלת-ממדית משמשת לייצור FLT:0gearbox HousingsFLT:1 עם גיאוגרפיות פנימיות מורכבות עבור חומרי סיכה אופטימלית קירור וקירור.

(ב) [ה][דרוש מקור]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה][ה]]][ה]][ה]]][ה]]][ה[ה]]]]][ה[ה]]][ה[ה]]][ה[ה[ה]]] [התב"ה']]"ה'], ו[ה']"ה'[ה'[ה']"ה'[ה']"ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']']']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה

Gears and High-Stress Mechanical Parts

הדפסה מלאה פלדה פונקציונלית או ציוד סגסוגת ניקל עבור טורבינות רוח נשאר אתגר בשל הצורך כוח עייפות גבוהה וסובלנות הדוקה.עם זאת, התקדמות בייצור תוספת מתכת - במיוחד עם אבקת לייזר היתוך ולוחם כבל - אפשרה ייצור של תחזוקה גבוהה: 0prototype ו הילוכים נמוכים יותר של אדפטף 1LT 1 כי ביצועים סבירים כדי להתאים ביעילות ציוד מתאים לאחר טיפול מתאים.

מגדל וקרן Components

בעוד שעדיין ניסיוני, הדפסה תלת-ממדית גדולה מוחלת למגדלי טורבינות רוח וקרנות. Concrete 3D PrintcioFLT:1 יכול לייצר פלחי מגדל מרוקדים באתר, תוך שימוש פחות חומר מאשר קונבנציונלי לשפוך בטון ומאפשרת למגדלים גבוהים יותר אשר גישה לערים חזקות יותר בגובה גבוה יותר.

חומרים ושיקולי תהליכים

רכיבי Wind חייב לעמוד בעומסים קיצוניים, רטט, קרינת UV, תרסיס מלח ותנודות טמפרטורה רחבות.חומרים המשמשים הדפסה תלת-ממדית חייבים להתאים או לעלות על הביצועים של חלקים המיוצרים באופן מסורתי (שימוש ב ⁇ , כיסויים ואוויר), אבקה מגנטית (FLT-6D) - 0LSV-stabilized ניילון, ו- PEI (Ultem)FLTRE (R) הם תכונות פחמן-Flastic) ל-Flasticial (R) של פלדה: RUSD) הם מגנטיות גבוהה (R) ל-Flasticial) ל-FD2D) מגנטיות גבוהה, חומצה מגנטית: מגנטית: מגנטית-FLT2D) הם מגנטית:

(הפעלת פוסט היא לעתים קרובות הכרחי כדי להשיג סובלנות סופית, מעבר פני השטח, ונכסים מכניים.טיפול חום (פתרון annealing and Age Harding) הוא אופייני חלקי מתכת כדי להקל על מתחים שונים ולהשיג כוח מלא. Hot isostatic (HIP) יכול לחסל את הנפיחות הפנימית בחלקים קריטיים כמו דיור תיבת הילוכים.

אתגרים ומגבלות

למרות הבטחתו, הדפסה 3D עבור טורבינות רוח אינה ללא היורדים (FLT:0ScalabilityFLT:1 הוא דאגה עיקרית: רוב המדפסות התעשייתיות מוגבלות בהקמה נפח (בדרך כלל פחות מ-1 מ"ק), מה שהופך את זה קשה לייצר רכיבים גדולים כמו עובש מלא או פלחי המגדל בחשיפה אחת.

(FLT:0Certification and הרגולטורי מחסומיםFLT:1eur גם אימוץ איטי של רכיבי טורבינות הרוח חייב לציית לסטנדרטים מחמירים (למשל, IEC 61400, DNV GL) כל עיצוב חדש מודפס דורש בדיקות נרחבות ואימות, שהוא רכיבי זמן-consuming ויקר.ה.התעשייה זקוקה למאגרי מידע משותפים של תכונות חומריות, עיצוב, ומאפשרת, ותהליך מודפס לרישום דיגיטלי להגדרה:

(FLT:0) על-site PrintFLT:1 בתנאים קשים (פלטפורמות החוף, מדברות) דורש ציוד חזק ומפעילים מיומנים.אבקת טיפול במדפסות מתכת מציגה סכנות בטיחות (זמינות, שאיפת חלקיקים משובחת) למרות האתגרים הללו, הטכנולוגיה מתקדמת במהירות, ומוצרים רבים של אנרגיית רוח משקיעים רבות כדי להתגבר עליהם.

תחזית לעתיד ומגמות מתפתחות

העתיד של הדפסה תלת מימדית באנרגיה רוח הוא בהיר, מונע על ידי טכנולוגיה מתבגרת וביקוש גדל לייצור מבוזר, בר קיימא. כמה מגמות הם שילוב:

  • ייצור:0 [Hybrid]: FLT:1Building תוספים ותהליכים תת-תחומיים במכונה יחידה מאפשר הדפסה של צורות ליד-נט ואחריו מאצ'ינג מדויק.זה אידיאלי עבור חלקים מורכבים כמו מחברים שורש ונושאות המגרש.
  • (FLT:0) הדפסה חומרית: FLT:1 הדפסים שיכולים להפקיד חומרים מרובים (למשל, PLA נוקשה ו TPU גמיש, או מתכת וקרמיקה) מאפשרים רכיבים עם תכונות מותאמות - קליפה חיצונית נוקשה וגרעין פנימי לחטפה, למשל.
  • (ב) ייצור התוספים של רובוט:0 (Robot-assisted Supplement Manufacturing: ⁇ FLT:1) נשק רובוטי עם ראשי הדפסה יכול לחצות תבניות גדולות או אפילו לטפס על מגדלי טורבינות קיימים כדי לבצע תיקונים וציפויים.
  • חומרים המבוססים על ביו-בי-סי: ההרחבה הרוחית ניצבת בפני אתגרים של חיים שלמים עם מרכיבים שאינם ניתנים למחזור.דפסו חלקים באמצעות חומרים תרמופלסטיים (למשל, אליום שרף או תערובת סימטריות) ניתן לקרוע ולהדפיס מחדש, יצירת כלכלה מעגלית עבור רכיבים.
  • (FLT:0) תאומים ועיצוב ניוון: קיד 1) כלים עיצוב מונעים על ידי AI לייצר באופן אוטומטי גיאמטריה אופטימלית המפחיתה משקל תוך עמידה במטרות כוח, והעיצובים האלה הם ישירות מודפסים.

(הפרויקטים של טייסים כבר הראו השפעה משמעותית.FLT:0)Siemens GamesaFLT:1 יש בהצלחה 3D מודפס עובש בגודל מלא באמצעות מערכת BAAM, צמצום זמן ייצור עובש על ידי 90% ועלות על ידי 50%.2GE Renewable EnergyFLT 3D לשימוש הדפסה תלת-ממדית עבור ייצור וסוף-שימוש בתכונות שלה ל-Flasticial Reductions:

מסקנה

טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית נעה במהירות מהמעבדה הנטוטיפינג לקומה הייצור של תעשיית אנרגיית הרוח.היכולת שלה לייצר רכיבים מותאמים אישית, מורכבים על הביקוש מתאים באופן מושלם עם הצרכים של יצרני הרוח המודרנית ומפעילים.בעוד אתגרים הקשורים עמידות חומרית, מדרגיות, וההסמכה להישאר, מחקר מתמשך ושותפויות תעשייתיות סוגרות את הפער.ה תהיה טורבינות יעילות יותר, לשמור על יכולת ייצור זולה יותר, וחדשה לפעול עם יכולת ייצור חכמה יותר, כדי להפעיל כוח חכם יותר, כך שתאפשר יכולת ייצור מתחדשת.

לקריאה נוספת על צומת של ייצור תוספים ואנרגיה מתחדשת, לחקור משאבים מן ה-FLT:0 National Renewable Energy LaboratoryFLT:1 ו-FLT:2GE Renewable Energy InsightsFLT 3:0.