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首款3D列印風力發電扇葉模具/桑迪亞榮獲國家科技重點獎

先前曾經報導過能源部主要研發設施之一,桑迪亞國家實驗室開創性的3D列印工作。桑迪亞一直著手改善能源技術,特別關注於可持續性,而3D列印已成為關鍵的焦點。去年探索了3D列印太陽能板,實驗室同時也在研究有關風力發電機。桑迪亞最近以一項技術  贏得了聯邦實驗室聯盟,2018年國家技術焦點獎,用於3D列印開發模具製造第一部風力發電機渦輪葉片。

 


風力能源是可持續並具有可靠性,也是目前最具有看頭的資源之一,但所使用的風機技術還不夠完善。渦輪葉片的大小意味著需要經過各種測試,和原型製作可能過於昂貴和耗時。和傳統鑄造方法相比,3D列印可以解決這個問題,因為它具有改進設計靈活性和生產速度。

為了製造渦輪葉片,桑迪亞與3D列印領域的領導者橡樹嶺國家實驗室,以及全美最大的風力發電機葉片獨立製造商TPI Composites合作。桑迪亞研究員 Josh Paquette 表示:”桑迪亞的風能部門在設計葉片方面擁有豐富的經驗,但我們的團隊無法使用增材製造。這個項目是結合兩個實驗室的專業知識和行業顧問的機會,可以立即將這些知識帶入私營部門。”

 

使用3D列印技術可以縮短新渦輪葉片的原型設計階段。用於製造模具傳統的方法非常耗時且耗費人力,並且每個新的模具需要大約16個月的時間才能完成,然後葉片最終可以建成並在其上進行測試。3D列印模具則是能將時間縮短至三個月。

 

由桑迪亞和合作夥伴製造的風力發電機相對較小,長13米(42.6英尺)。桑迪亞領導了生產葉片的設計階段,其中包括評估使用增材製造的可行性。諮詢了TPI有關機械參數資訊,並實行了成功模具葉片所需的CAD圖設計。ORNL然後在短短的兩週內在幾個部份列印出模具。葉片本身的最終組裝和製造是在TPI進行。

 

該次協助生產製造將時間縮短一年多。在未來裡,這將會降低生產的成本,並為工程師創造更自由設計和更廣泛地測試他們的想法的機會。現在可以採取的風險類型,將允許更多的創新和潛在的能源效率改進。

 

 

在2018年4月25日技術焦點獎的獲獎者,在賓夕法尼亞州費城聯邦實驗室聯盟的全國會議上頒獎。桑迪亞因解決緊迫行業問題而獲得該獎項。桑迪亞還獲得了FLC的先進納米材料窗膜的技術轉讓優秀獎,每年為消費者節省數十億美元的能源費用。

 

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Shi-min

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