风电行业正在默默转变,3D打印技术如何改变行业格局_3d打印展

近年来，3D打印技术正悄然改变着风电行业，为这一传统领域带来了新的活力与变革。美国初创公司Orbital Composites的创新尝试，便是这一转变的生动缩影。该公司通过3D打印机和机器人直接在风电场现场制造风电叶片，这一突破性的举措不仅改变了风电叶片的生产方式，更有望重塑整个风电行业的格局。

与传统的手动工艺相比，3D打印叶片的生产速度大幅提升。传统的风电叶片制造过程复杂、耗时，而3D打印技术则能够实现快速成型，大大缩短了生产周期。Orbital Composites的整套生产装置甚至可以搬进集装箱，灵活地运输到风电场，这种移动式的生产方式极大地提高了生产效率，降低了运输成本。

在成本方面，3D打印技术也展现出显著的优势。经初步测算，3D打印叶片最多可降低25%的成本。此外，通过增大压片尺寸，还可以进一步提高成本效益。Orbital Composites的项目计划不仅局限于叶片，还打算对塔架和其他风机部件也进行3D打印，这将进一步拓展3D打印技术在风电领域的应用范围。

与此同时，Gulf Wind Technology公司也在积极探索3D打印技术在风机叶片制造中的应用。作为美国唯一的独立风机技术解决方案提供商，该公司自2021年以来一直在制造风机叶片。最近，Gulf Wind Technology宣布与3D打印公司Stratasys合作，将增材制造技术引入风机叶片制造领域。合作生产的样件采用Somos Perform Reflect材料，这种材料具有高强度、高刚度和耐温性，能够满足风电叶片在恶劣环境下的使用要求。3D打印技术还使工程师们能够更快地测试叶片的形状和设计，从而最大限度地提高风能效率。

Orbital Composites与美国能源部的合作项目更是令人瞩目。他们计划开发用于3D打印的电缆机器人，从而实现风机的现场制造。这一工艺不仅可以显著扩大风力发电的规模，还能进一步降低成本和缩短交货时间。今年早些时候，橡树岭国家实验室(ORNL)与UMaine和Orbital Composites共同开展了一个由能源部资助的400万美元的项目，使用Orbital的集装箱式3D打印机器人对风机叶片组件进行现场打印。Orbital Composites证明其移动机器人平台可以提高25%以上的劳动力效率，新叶片交货时间缩短50%以上。

此外，GE业务部门和LM也曾于2021年与美国能源部合作开展一个项目，旨在设计和制造3D打印风机叶片的叶尖，主要围绕低成本热塑性复合材料进行。该项目为期25个月、耗资670万美元，目标是通过3D打印技术降低叶片的开发成本，缩短上市时间。

2021年1月，美国缅因大学先进结构和复合材料中心(UMaine ASCC)也曾宣布，正在参与一个由美国能源部资助的280万美元项目，用于开发一种快速、低成本的增材制造解决方案，用于制造大型、分段式风机叶片模具。该项目的合作伙伴包括ORNL、TPI、西门子歌美飒、Ingersoll Machine Tools和Tecmer PM。UMaine及其合作伙伴计划在接下来的两年里3D打印17米长的模段，用于生产120米长的风机叶片，并开发配套的模具连接技术。模具将在UMaine的大幅面3D打印机上生产，该打印机每小时可打印150磅材料。ORNL还提供专门的3D打印加热元件，这些元件将被一并沉积到模具中，用于表面温度控制。

UMaine ASCC的创始执行董事Habib Dagher博士表示，项目将开发和使用100%可回收的生物基热塑性聚合物，并采用木纤维增强。这种新型复合材料在不影响产品力学性能的前提下，成本较碳纤维增强AS热塑性复合材料大幅降低。这一创新不仅有助于降低成本，还符合可持续发展的理念。

3D打印技术在风电行业的应用，不仅提高了生产效率，降低了成本，还为风电叶片的设计和制造带来了更大的灵活性。通过快速成型和测试，工程师们能够更快地优化叶片的设计，提高风能效率。此外，3D打印技术还为风电行业的可持续发展提供了新的思路，如使用可回收材料和降低能源消耗。

随着3D打印技术在风电行业的广泛应用，未来的风电场可能会变得更加高效、灵活和环保。Orbital Composites等公司的创新实践，为整个行业提供了宝贵的经验和启示。3D打印技术正在悄然改变风电行业，而这一变革才刚刚开始。

文章来源：3d打印展

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