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熱可塑性ブレードの3D印刷により、熱溶接が可能になり、リサイクル性が向上し、タービンブレードの重量とコストを少なくとも10％削減し、生産サイクル時間を15％削減する可能性があります。

NRELシニアウィンドテクノロジーエンジニアのDerek Berry率いる国立再生可能エネルギー研究所（NREL、ゴールデン、コロラド州、コロラド州ゴールデン、米国）のチームは、新しい技術を進めて、高度な風力タービンブレードを製造し続けています。彼らの組み合わせを促進しますリサイクル可能な熱可塑性物質と添加剤の製造（AM）の。この進歩は、米国エネルギー省のAdvanced Manufacturing Officeからの資金提供によって可能になりました。これは、テクノロジーの革新を刺激し、米国の製造のエネルギー生産性を向上させ、最先端の製品の製造を可能にするために設計された賞です。

今日、ほとんどのユーティリティスケールの風力タービンブレードは同じクラムシェルデザインを持っています。2つのグラスファイバーブレードスキンは接着剤と結合し、過去25年間にわたって効率を最適化するプロセスであるShear Webと呼ばれる1つまたは複数の複合硬化コンポーネントを使用します。ただし、風力エネルギーの獲得により、風力タービンブレードを軽く、より長く、安価で、より効率的にするためには、風力エネルギーの生産を増やすことで温室効果ガスの排出量を部分的に削減するという目標に重要な改善を行うには、従来のクラムシェルを完全に再考する必要があります。 NRELチームの主な焦点。

まず、NRELチームは樹脂マトリックス材料に焦点を当てています。現在の設計は、エポキシ、ポリエステル、ビニールエステルなどの熱硬化性樹脂システムに依存しています。

「サーモセット樹脂システムでブレードを生成すると、プロセスを逆転させることはできません」とベリーは言います。 「それも刃を作りますリサイクルが難しい。」

と協力しています高度な複合材料製造革新研究所（IACMI、テネシー州ノックスビル、米国）NRELの複合材料製造教育教育と技術（COMET）施設では、多施設チームは熱可塑性材料を使用するシステムを開発しました。これは、熱セット材料とは異なり、元のポリマーを分離するために加熱し、終了を可能にします。 -of-Life（EOL）リサイクル性。

熱可塑性ブレード部品は、接着剤（多くの場合重く高価な材料）の必要性を排除する可能性のある熱溶接プロセスを使用して、ブレードのリサイクル性をさらに高めることもできます。

「2つの熱可塑性刃コンポーネントを使用すると、それらをまとめ、熱と圧力の適用を通じてそれらを結合することができます」とベリーは言います。 「サーモセット材料ではそれを行うことはできません。」

Project Partnersとともに、NRELを前進しますTPIコンポジット（アリゾナ州スコッツデール、米国）、アディティブエンジニアリングソリューション（オハイオ州アクロン、米国）、Ingersoll Maching Tools（イリノイ州ロックフォード、米国）、ヴァンダービルト大学（ノックスビル）、およびIACMIは、革新的なブレードコア構造を開発して、高性能で非常に長い刃の費用効率の高い生産を可能にします - 100メートルをはるかに超える - それは比較的低いです。重さ。

3D印刷を使用することにより、研究チームは、タービンブレードの構造スキン間のさまざまな密度と形状の高度に設計されたネット型の構造コアを使用して、タービンブレードを近代化するために必要な種類の設計を生成できると述べています。ブレードスキンは、熱可塑性樹脂システムを使用して注入されます。

彼らが成功した場合、チームはタービンブレードの重量とコストを10％（またはそれ以上）削減し、生産サイクル時間を少なくとも15％削減します。

に加えてプライムアモフォアアワードAM熱可塑性風力タービンブレード構造の場合、2つのサブグラントプロジェクトでは、高度な風力タービン製造技術も探索します。コロラド州立大学（フォートコリンズ）は、3Dプリントを使用して、新しい内部風力刃構造用に繊維強化コンポジットを作成するプロジェクトをリードしています。オーウェンズコーニング（米国オハイオ州トレド）、nrel、Arkema Inc.（ペンシルベニア州プルサの王）、およびVestas Blades America（ブライトン、コロラド、米国）としてパートナー。 GE Research（Niskayuna、NY、US）が率いる2番目のプロジェクトは、America：AdditiveおよびModular対応のローターブレードと統合された複合材料アセンブリと呼ばれています。 GEの研究と提携していますオークリッジ国立研究所（ORNL、オークリッジ、テネシー州、米国）、NREL、LM Wind Power（Kolding、Denmark）およびGE Renewable Energy（パリ、フランス）。

From：compositesworld