3D打印如何實現(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)給未來帶來的變化。設(shè)想一下一個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，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。

目前面臨風(fēng)力渦輪結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工程師最大的問題是如何讓風(fēng)力渦輪實現(xiàn)最優(yōu)化，同時降低空氣動力學(xué)所產(chǎn)生的巨大噪音，先前幾代的制造工藝和對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問題。

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，同時加固風(fēng)力渦輪片的整體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的案例包括運(yùn)用高模量玻璃或是碳纖維來制造渦輪片的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和根部——這些地方的受力更多，同時用一般的玻璃來生產(chǎn)外部結(jié)構(gòu)。這樣一來可以節(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Totaro先生說，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打印在這方面將會有特別的貢獻(xiàn)。

目前對于廣泛應(yīng)用風(fēng)力渦輪發(fā)電的最大困難就是成本問題，許多先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，例如3D打印為解決這一問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，將會幫助解決結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、優(yōu)化空氣動力學(xué)、降低音噪等。比方說，金屬復(fù)合材料在過去十幾年內(nèi)在航空領(lǐng)域曾獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)隨著材料價格的降低，這種復(fù)合材料也將會在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)獲得更大的應(yīng)用率。

據(jù)Totaro先生說，材料革新將是改變現(xiàn)狀的最重要因素之一，科技發(fā)展注定會未來兩年在制造業(yè)帶來革命性的影響。