項目組需要通過3D打印葉片來研究目前在風力發(fā)電中一個存在矛盾的問題。原來,通常情況下如果需要獲得足夠的電力,在一個風力發(fā)電場中會裝有許多風力發(fā)電機。然而當這些發(fā)電機比較密集的時候,他們之間會產(chǎn)生負面影響,反而會降低發(fā)電效率。項目的目標就是解決這個問題。于是,項目組借助3D打印這種更為快速、經(jīng)濟的方式來制造渦輪葉片,用于研究該問題。美國國防部對此項目的初期投入為100萬美元。
3D打印渦輪葉
具體的操作是對葉片進行優(yōu)化設(shè)計,并通過3D打印模具制造出一個同比例縮小的葉片進行測試和研究。葉片的長度為13米,在制造完成之后將在國防部位于田納西周的風力發(fā)電場進行測試,幫助研究人員研究葉片之間是怎樣相互影響效率的。
3D打印渦輪葉
3D打印葉片模具與現(xiàn)有的葉片制造方式相比,可以為研究工作節(jié)約大量的成本和時間。使用傳統(tǒng)方式,模具中的復雜鑲件需要單獨制造出來,然后再使用模具制造玻璃纖維葉片。這種方式不僅成本高,而且周期長。然而,這些步驟可以用3D打印技術(shù)直接快速制造模具來替代。除了節(jié)約時間和成本以外,3D打印技術(shù)還讓研究人員獲得了對葉片進行設(shè)計優(yōu)化的自由度。即使葉片的模具因此而變得十分復雜,3D打印技術(shù)也可以實現(xiàn)出來。
桑迪亞國家實驗室、TPI Composites和Wetzel Engineering公司承擔了葉片的空氣動力學設(shè)計任務(wù)。而橡樹嶺實驗室負責使用Cincinnati的BAAM 3D打印機(大區(qū)域增材制造技術(shù))進行葉片模具3D打印的任務(wù)。這臺3D打印機曾經(jīng)承擔了著名的LocalMotors汽車的車身3D打印任務(wù)。葉片的制造將在2016年夏季完成,而結(jié)構(gòu)測試、飛行試驗將于2017年進行。
(審核編輯: 智慧羽毛)
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