3D打印如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化？還能降低噪音？

2017-10-30

隨著風(fēng)力渦輪產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，CEO們十分期待風(fēng)力渦輪產(chǎn)業(yè)給未來(lái)帶來(lái)的變化。設(shè)想一下一個(gè)利用建筑織物膜材制作的風(fēng)力渦輪機(jī)艙——是的，建筑物織物膜材或是利用鐵絲網(wǎng)制作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)片。根據(jù)Philip Totaro預(yù)測(cè)，快速進(jìn)步的3D打印技術(shù)意味著混合材料制作的風(fēng)力渦輪機(jī)不僅僅是想象中存在的了，這些科幻電影中的節(jié)能機(jī)器很可能在兩年之內(nèi)變成現(xiàn)實(shí)。

目前面臨風(fēng)力渦輪結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工程師最大的問(wèn)題是如何讓風(fēng)力渦輪實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，同時(shí)降低空氣動(dòng)力學(xué)所產(chǎn)生的巨大噪音，先前幾代的制造工藝和對(duì)于低耗材料的依靠極大程度上限制了風(fēng)力渦輪片的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和用途，但是3D打印可以從根本上解決這個(gè)問(wèn)題。

運(yùn)用混合材料的基本理念是在風(fēng)力渦輪片的不同受力點(diǎn)的地方采用不同質(zhì)量和密度的材料，這樣可以減少風(fēng)力渦輪片的總重量，同時(shí)加固風(fēng)力渦輪片的整體結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的案例包括運(yùn)用高模量玻璃或是碳纖維來(lái)制造渦輪片的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和根部——這些地方的受力更多，同時(shí)用一般的玻璃來(lái)生產(chǎn)外部結(jié)構(gòu)。這樣一來(lái)可以節(jié)省成本，優(yōu)化現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，充分利用創(chuàng)新科技。

同時(shí)Totaro先生說(shuō)，隨著轉(zhuǎn)子大小的不斷加大，風(fēng)力渦輪不斷地更新現(xiàn)有的節(jié)能效率和功力密度，3D打印在這方面將會(huì)有特別的貢獻(xiàn)。

目前對(duì)于廣泛應(yīng)用風(fēng)力渦輪發(fā)電的最大困難就是成本問(wèn)題，許多先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，例如3D打印為解決這一問(wèn)題做出了許多的貢獻(xiàn)。雖然目前混合材料和3D打印還處于發(fā)展階段，待這些技術(shù)日趨成熟時(shí)，將會(huì)幫助解決結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)、降低音噪等。比方說(shuō)，金屬?gòu)?fù)合材料在過(guò)去十幾年內(nèi)在航空領(lǐng)域曾獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)隨著材料價(jià)格的降低，這種復(fù)合材料也將會(huì)在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)獲得更大的應(yīng)用率。

據(jù)Totaro先生說(shuō)，材料革新將是改變現(xiàn)狀的最重要因素之一，科技發(fā)展注定會(huì)未來(lái)兩年在制造業(yè)帶來(lái)革命性的影響。