美国能源部：投资3D打印碳纤维复材风电叶片自动化模具制造

美国能源部（DOE）日前宣布，将拨款 284.9万美元，向普渡大学复合材料制造模拟中心（CMSC）及其行业合作伙伴Thermwood股份有限公司、TPI复合材料股份有限公司、Dassault Systèmes、Dimensional Innovations和Techmer PM提供资助。

该项目的主要目标是为大型风电叶片的自动化制造奠定基础，以适应叶片几何形状和规模的持续变化。项目将通过模块化结构来实现，其中模块通过一种名为挤压沉积增材制造的技术用碳纤维增强热塑性复合材料进行3D打印。

该项目的具体目标包括：

· 开发长度等于或大于80米的风叶模块设计；

· 与传统工具制造相比，减少至少40%制造和组装风电叶片工具所需的时间；

· 将工具性能提高至少15%；

· 与传统工具相比，重量至少减少25%；

· 以及将风力叶片工具的制造成本降低至少35%。

该项目将开发并展示七项具体创新。包括自动化大型模块的3D打印；用于对流冷却的3D打印冷却通道；经济性和性能的新型复合材料系统；支架重量减轻；以及工具变形预测和控制，通过3D打印设计和制造的数字孪生进行决策。该项目将重塑海上和陆地应用大型风叶的设计、材料和可持续性。

这些项目有潜力提高复合材料的可制造性和稳健性，对风能技术的未来成功至关重要。重点关注三个主要挑战：大型风电叶片增材制造（AM）、风力涡轮机组件和先进制造的AM、大型风电刀片的材料和可持续性。将解决风力涡轮机制造中的剩余挑战，并在自动化、数字化、风叶可持续性以及模块化叶片建造和连接方面有所突破。