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泡沫塑料可使風(fēng)力渦輪機的葉片輕量化

Fraunhofer的研究人員與業(yè)界專家合作，開發(fā)持久耐用的熱塑性泡沫和復(fù)合材料，這些材料可使葉片更輕，且更易回收。

Fraunhofer的研究人員與業(yè)界專家合作開發(fā)持久耐用的熱塑性泡沫和復(fù)合材料，可使葉片輕量化。由于新材料具有特殊的性能，它們也適用于其他輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，如汽車領(lǐng)域。第一批實物模型將于10月19日至26日在杜塞爾多夫舉行的K 2016展會上展出。
海上風(fēng)電場越來越大的趨勢有增無減。風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片長度可達(dá)80米，轉(zhuǎn)子直徑超過160米，旨在最大限度地提高能源產(chǎn)量。由于葉片的長度受其重量的限制，因此必須開發(fā)具有高材料強度的輕量系統(tǒng)。較低的重量使得風(fēng)力渦輪機更易組裝和拆卸，并且還能改善其在海上的穩(wěn)定性。
在歐盟的WALiD(風(fēng)力葉片使用成本低的先進(jìn)輕量化設(shè)計)項目中，Pfinztal 的Fraunhofer化學(xué)技術(shù)研究所ICT的科學(xué)家們正與十個行業(yè)和研究合作伙伴密切合作，進(jìn)行轉(zhuǎn)子葉片的輕量化設(shè)計。他們希望通過改進(jìn)所使用的設(shè)計和材料來減小葉片的重量，從而提高它們的使用壽命。
近來，風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片主要由熱固性樹脂機體手工制造。然而，這些材料不允許熔融，且不適合回收利用。粒狀熱固性塑料廢物最多可在簡單應(yīng)用中作為填充料回收。 “在WALiD項目中，我們追求的是一種全新的葉片設(shè)計。我們正在轉(zhuǎn)換材料的類別，并首次在轉(zhuǎn)子葉片中使用熱塑性塑料�！盕raunhofer ICT 的項目協(xié)調(diào)員Florian Rapp 說。
這些是可熔化的塑料，可在自動化生產(chǎn)設(shè)施中高效處理。研究人員的目標(biāo)是將玻璃纖維和碳纖維分離，并重新使用熱塑性基體材料。
項目合作伙伴使用由熱塑性泡沫和纖維增強塑料制成的夾層材料作為轉(zhuǎn)子葉片的外殼以及內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。通常，碳纖維增強熱塑性塑料用于承受最大負(fù)載的轉(zhuǎn)子葉片區(qū)域，而玻璃纖維用于鞏固較小的應(yīng)力區(qū)域。
對于夾芯板材，Rapp和他的團隊正在開發(fā)熱塑性泡沫，其上覆蓋有纖維增強熱塑性塑料制成的結(jié)合層。這種組合改善了轉(zhuǎn)子葉片的機械強度，效率，耐久性和壽命。 “我們用熱塑性泡沫開辟了新的天地!”Rapp說。
ICT泡沫具有比現(xiàn)有材料系統(tǒng)更好的性能，從而實現(xiàn)全新的應(yīng)用——例如在汽車，航空和航運業(yè)。比如在車輛中，制造商已經(jīng)在遮陽板和座椅中使用泡沫材料，但不用于承重結(jié)構(gòu)。當(dāng)前泡沫還具有一些局限性，例如對溫度的穩(wěn)定性，因此它們不能用于發(fā)動機附近的絕緣體。
原文鏈接：Lightweight rotor blades made from plastic foams for wind turbines。

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