美国的研究人员。国家可再生能源实验室(NREL)开发了一种制造风力涡轮机叶片的新方法，提高了叶片的性能和寿命结束后的可回收性。
该团队没有使用普通的热固性树脂来制作叶片，而是设计了一种独特的使用热塑性塑料进行3D打印的装置，之后可以加热以回收其原始聚合物进行重复使用。江南平台版江南平台版将他们的方法付诸实践，工程师们已经成功制造了一个13米长的原型，他们相信在未来，这一过程可以为制造商带来成本和速度上的提高。
“革命性”的叶片设计
目前，许多公用事业规模的风力涡轮机叶片都具有类似的翻盖式设计，其中两个玻璃纤维“皮肤”用粘合剂粘在一起，并使用剪切腹板加强。然而，这些大尺寸零件往往是用环氧树脂、聚酯和乙烯基酯等热固性树脂生产的，这些树脂一旦固化，就会以一种不可逆的方式交联，使塑料无法重复使用。
NREL项目负责人德里克·贝里(Derek Berry)解释说:“一旦你用热固性树脂系统生产出叶片，就无法逆转这一过程。”“这使得刀片很难回收。”更重要的是，根据NREL自己的说法，在过去的25年里，这一过程可能已经为了提高效率而进行了调整，但实际上变化很小，因此涡轮机的建造方式并不符合它们的可持续形象。
鉴于今年早些时候，拜登总统设定了一个雄心勃勃的目标将美国的温室气体排放量减少一半到2030年，并强调“绿色能源技术”是实现这一目标的关键，NREL的研究人员现在已经确定需要进行改造，“彻底改变风力涡轮机叶片的制造方式”。
NREL的彗星产生了影响
为了使叶片生产更加循环，Berry和他的团队已经开始与NREL的同事一起开展一个项目复合材料，制造，教育和技术或“彗星”设备。该综合体于2017年开业，致力于推进风能、水力发电和复合材料技术的研发，为用户提供3D打印工具、复合材料混合设备和原型工具。
以贝瑞的项目为例，它是由美国能源部先进制造办公室他和他的团队已经成功开发出一种能够处理可回收热塑性塑料的系统。然后，这些材料可以用来打印更多的圆形叶片，这些叶片可以通过热焊接附着在其他部件上，这一过程消除了对通常有毒且昂贵的粘合剂的需求。
通过从传统的制造方法转向3D打印，这个多学科的团队还能够生产出更先进的叶片，这些叶片具有高度设计的网状结构，其“江南平江南平台版台版皮肤”之间的密度和几何形状不同，这些“皮肤”本身可以使用热塑性树脂系统进行灌注。
“使用两个热塑性叶片组件，可以将它们结合在一起，并通过施加热量和压力将它们连接在一起。而热固性材料则无法做到这一点。”
利用他们的新颖设置，Berry和他的团队已经能够在NREL的CoMET设施中建造一个13米长的热塑性原型，这充分利用了这些3D打印相关的好处。江南平台版江南平台版
与合作伙伴合作TPI复合材料，增材工程解决方案，英格索尔机床，范德比尔特大学和先进复合材料制造创新研究所研究人员认为，在未来，有可能将涡轮叶片的重量和成本降低10%，并将其交货时间缩短15%，同时开发长度可达100米的轻型部件。
此外，当NREL的研究在今年早些时候获得资金时，它与两个子拨款项目一起得到了支持，这两个项目也在研究3D打印涡轮叶片的潜力。江南平台版江南平台版而科罗拉多州立大学目前正在研究纤维增强复合材料，用于创建新型内部叶片结构，通用电气的研究正在发展一个全尺寸3D打印刀片尖端用于结构测试。
am增强型清洁能源
随着世界开始转向海上能源解决方案，以应对全球气候危机，大量研究正在投入使风力涡轮机本身更加环保。工程师们麦吉尔大学和瑞尔森大学已开发出一种方法，将风力涡轮机叶片废物转化为新型3D打印PLA，能够生产纤维增强部件。
今年早些时候，缅因大学还获得了280万美元的联邦资金，以支持其开发环保涡轮叶片模具3D打印江南平台版江南平台版的过程。同样得到英格索兰机床的支持，就像NREL团队的项目一样，UMaine的研究更多地集中在生物基原料的使用上，有了生物基原料，就有可能将制造大型部件的成本降低一半。
在德国，弗劳恩霍夫IGCV和voxeljet已经着手提高3D打印风力涡轮机叶片的规模，而不是专门专注于提高它们的圆度。为了实现这一目标，这两个组织正在制定一个“先进铸造室”能生产出铸造零件所需的模具通用电气的Haliade-X涡轮，每只重达60吨。
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特色图片显示了NREL研究人员的13米热塑性叶片原型的一部分。图片来自NREL的Ryan Beach。
