美国能源部投资新项目：3D打印碳纤维复合材料风电叶片自动化模具制造

为此，美国能源部日前宣布，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。

该项目的具体目标包括：

l 开发长度等于或大于80米的风叶模块设计；

l 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；

l 将工具性能提高至少15%；

l 与传统工具相比，重量至少减少25%；

l 以及将风力叶片工具的制造成本降低至少35%。

能源部之所以选择这些项目，是因为其有可能提高复合材料的可制造性和坚固性。

该项目将开发并展示七项具体创新。其中包括自动化大型模块的3D打印，开发强大的连接技术和用于传导加热的在线加热元件沉积。其他包括用于对流冷却的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。

总的来说，美国能源部为10个州的13个项目拨款3000万美元，这些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。大型风叶在设计和材料方面面临重大挑战，尤其是在海上应用方面。选定的项目将应对这些挑战，重点关注可持续性、效率和技术进步，使风能更加可行和有效。

重要的是，能源部之所以选择这些项目，是因为它们有潜力提高复合材料的可制造性和稳健性，这对风能技术的未来成功至关重要。这些项目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。

普渡大学复合材料制造模拟中心执行主任R.Byron Pipes表示：“这些项目与普渡大学的项目一起，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的先前工作的基础上再接再厉。”。“替代能源系统制造自动化的成功示范可以提高其更广泛的使用，同时维持美国的行业。”