除了这个案例,去年GE的可再生能源部门还交付了迄今为止最大的2.5 MW风机轮毂的3D打印模型。该模型直接交付给GE的彭萨科拉工厂,用于对某些关键设计参数进行验证。
据了解,3D打印技术将从产品设计到完成部件制造的时间缩短了大约5个月,同时,降低了工艺成本,最终降低了平准化度电成本(LCOE)。
从传统的风电叶片制造工艺来看,树脂转移模塑成型法(RTM)是该领域最新开发的工艺。该工艺将纤维预成型体置于模腔中,然后注入树脂,加温加压成型。RTM是目前世界上公认的低成本制造方法,发展迅速,应用广泛。
要获得优化的叶片几何形状,除了材料技术,模具也是关键。在这方面,美国先进制造国家项目办公室(AMO)与橡树岭国家实验室下设的风能水能技术办公室(WWPTO)合作,于2016年通过橡树岭国家实验室的大型增材制造(BAAM)系统开发出大尺寸的风电叶片模具。
叶片模具长达13米,被分割成适合3D打印的尺寸,并设计了完整的装配孔和内部轻量化结构。随后,在BAAM系统完成3D打印。
3D打印工作完成后,模具表面覆盖一层玻璃纤维层压板以获得光滑表面。随后模具完成组装,并安装在框架上。该技术开创了采用3D打印法降低中等长度叶片模具成本的先河。
由此可见,由高新技术主导的风电降本增效在叶片设计生产各个环节均有很大的发展空间,风能成本低于煤炭指日可待!